Файл: Столярчук В.Г. Строение атома и периодическая система элементов Д. И. Менделеева.pdf

Нарушение п о с л е д о в а т е л ь н о с т и

заполнения

электронных

орбиталей

в

ГУ, У,

У1 и

УП

периодах

о б ъ я с н я е т с я

т е м ,

что

временный

пропуск

соответствующих

орбиталей

о к а з ы в а е т с я

э н е р г е т и ч е с к и

более выгодным.

Та ^ п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь Зр — 4$ —- За о б у с л о в л е н а т е м ,

что

попадание

н о в о г о

э л е к т р о н а

в

третий

квантовый

с л о й ,

г д е

их у з е

в о с е м ь ,

с в я з а н о

со значительным

их

о т т а л к и в а в я -

е м ,

т . е .

выгоднее

е г о

поступление

на

б о л е е

отдалённую

6

2

орбиталь

Зр

—-

43

,

Возрастание

же з а р я д а

ядра

д е л а ­

е т

э н е р г е т и ч е с к и выгодным

попадание

э л е к т р о н а

в

р а н е е

п р о ­

пущенную

орбиталь

( н а п р и м е р ,

Зр6-*-

4$г' —~

3

d

) .

С р о с т о м

з а р я д а ядра

в о з р а с т а е т

с т е п е н ь экранирования

ядра

э л е к т р о н а м и ,

поэтому

нарушение

о х в а т ы в а е т

большее

число

квантовых с л о е в .

Кажущийся

з а р я д

ядра

с т а н о в и т с я

меньше

и последующие

электпоны

в с е

больше

о т т а л к и в а ю т

п р е д и е с т в у *

ющих,

"Провалы" э л е к п ; о г о в ,

напримэр,

у

х р о м а ,

ниобия

и

д р .

также

вызваны

выигрышем

э н е р г и и .

Энергия

данного

уровня меняется от одного атома

к

д р у г о ­

му.

Каждый

последующий

э л е м е н т

в

периодической

с и с т е м е

о т ­

л и ч а е т с я

от

предыдущего

тем,

что

у н е г о

ча

один

э л е к т р о н

больше.

Э т о т

электрон либо

н а ч и н а е т

новый

слой { i t

,

М&

,

К

. . . . . . . . . ) ,

либо

входит

в с о с т а в

уже

существующего;

с л о я

(

Be

,

) ,

либо

входит

в

с о с т а в р а н е е

о б р а з о в а н н о г о

в н у т р е н н е г о

слоя

(

Sc

,

Ti

, ) .

Атомы

э л е м е н т о в , у

которых

происходит

з а п о л н е н и е '

S- о р б и т а л е й , н а з ы в а ю т с я

элементами

семейства

9

;

т е ,

у

которых

происходит

заполнение

р - о р б и т а л е й , -

э л е м е н т а ­

ми

с е м е й с т в а

Р

,

затем

элементы с е м е й с т в а

Л

и

элементы

Элементы

с е м е й с т в а

$

-

это

элементы

главных

подгрупп

I

и

П групп

периодической

с и ­

стемы;

Элементы

семейства

р-

э т о

элементы

главных

подгрупп

Ш,17,У,У1,УП

и нулевой

г р у п п ;

Элементы

с е м е й с т в а

У -

это

элементы

побочных

подгрупп

1-УП

групп

и

УШ групп

(вставные

д е к а д ы ) ;

Элементы

с е м е й с т в а

это

лантаноиды

и

актиноиды.

Итак,

четыре

квантовых

числа

характеризуют

с о с т о я н и е

э л е к т р о н а

в

а т о м е .

Количество

э л е к т р о н о в

в

квантовом

с л о е

о п р е д е л я е т с я

возможными

комбинациями и з

квантовых

чисел:

g

,

tnt

и

.fWg

. В

первом

квантовом

слое

может

быть

•только

два

э л е к т р о н а , в о - в т о р о м - в о с е м ь .

Таким

о б р а з о а , с л о ­

в о " п е р и о д "

с в я з ы в а е т с я

с

главным

квантовым

числом (

я

) .

а)

число

квантовых

( э н е р г е т и ч е с к и х )

с л о е в

у

атома

л ю ­

бого

э л е м е н т а

в

нормальном

с о с т о я н и и равно

номеру

периода,в

котором

находится

д а н ш й

э л е м е н т .

б) во-внешнем квантовом

с л о е

не

может

быть

б о л е е

8

элек­

тронов ( и з

них

2 на

$

-

орбитали

и 6

н а

трёх

р

-

орбиталях

в)

« п р е д в н е ш а е м квантовом

олов

атома

(номер

э т о г о

слоя

в с е г д а

на

е д ш и ц у

меньше

номера

п е р и о д а , в

котором

находится данный элемент) не

может

быть

более

18

э л е к т р о - \

нов

( 2

на

$ -

орбитали,

б н а

трёх

р

-

орбиталях

и

Ю

^

н а

пяти

d~

о р б и т а л я х ) , например,электронная

формула для

атома

цинка

б у д е т

иметь

в и д :

i n

1$г\га*гр*\д$гэр*\и\

г )

максимальное

число

электронов

в

каждом

квантовом

с д о е

равно

2 » 2

, ч и с л о

э л е м е н т о в

в последовательных

п е р и о ­

д а х

изменяется

к а к

удвоенные

квадрата

н а т у р а л ь н о г о

р я д а

ч и с е л ,

каждое

и з которых,кроме

единицы,повторяется

дваж*

ды.

Период

Число

элементов

( Э г 2

)

I

2

• I

2

-

2

2

2

»

2 2

«

8

3

2

•

2 2

~

8

2

•

З 2

-

18

5

2

•

3 2

«

IB

6

2 .

32

7

2 .

ч 2

=

32