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

-

155

-

Энергия ионизации является характеристикой

металличноети

элемента: чем меньше значение потенциала ионизации,

т е *

металлячнее элемент и тем больше он проявляет

восстанови ­

тельные свойотва, и тем легче

атом

отдаёт электрон.

Насколь­

ко важно значение энергии ионизации, можно показать

на

следующем примере.

В 1962 г . Бартлетт (Канада) синтезировал соединение

Ojj Pi

Fj,

. Теоретические

соображения

привели

его

к

выво­

д у ,

что

это

соединение состоит из

ионов

0^

и

Pi Ft o .

Тогда Бартлетт обратил внимание ча

т о ,

что

энергия

иониза­

ция

молекулы

0 2 и

атома

ЗСе

почти

одинаковн

(12,2

и 12,13 эв

отсюда

было

сделано заключение о возможное г*

получения

а н а ­

логичного соединения с ксеноном.

Действительно,

путём взаимодействия Хе

с

Pi Pb-

Бартлетт

синтезировал

соединение

Cte

PiFb

. Так

было

положено

нача­

ло получению соединений инерилх газов - одному из

замеча­

тельных

достижений

химии

последних

л е т .

отрицательный

однозарядный

ион.

Энергия

отрыве

электрона

от

такого

иона

определяет

сродство

атома

ж электрону

или

сродством к электрону

на­

зывается

количество

энергии,

которое

выделяется при

при*

соединении

электрона

х нейтрал!чоыу атому и выражается ж

электрон-вольтах или в ккал/г-Атом.

Сродство к

электрону

определись

экспериментально

зна­

чительно труднее, чем ионизационный потенциал.

И оно было

определено

только для наиболее

электроотрицательных

эле»

ментов.

В таблице 19 приведены

величины сродства

к электрону

для

некоторых

элементов:

Таблица

19

элемент

сродство

к

элемент

сродство

к

электрону

( э в )

электрону

(эв)

— 0 * 1,48

се гё-~се

+ з,вг

Q * е

О1'

-7,3

вг

+ ё

—

8г

+ д,54

j-h

ё

—

{

+

2,07

J

+ ё

—

f *

3,24

f+

ё

$2'

-

3,4

элемент •

Н

%i

Ве

В

С

N

0

F

Me

ородотво

к

0

0,3

1,13

0,2

М

Ц2 0

электрону

(эв)

QJ

№

-

157

-

Квантовомеханнческие

расчёты

показывают,

что

при

п р и с о е ­

динении

двух

и

более электронов к атому энергия

отталкивания

в с е г д а

больше

энергии притяжения

-

сродство

атома

к

двум

и

б о л е е электронам

в с е г д а

отрицательно .

Поэтому

одноатомные

многозарядпые

отрицательные

ионы

(

0

,

/

" ,

/V

и

д р . )

в

свободном

состоянии существовать

н е м о г у т .

Но

нужно

п о ­

л а г а т ь ,

что

такие

ионы

не

существуют

ни

в

молекулах,

ни

в к р и с -

таллах;

поэтому

запись

формулой

$

,

Си

0

и

т . п .

следует рассматривать лишь к а к грубое приближение.

Малая величина

с р о д с т в а

к электрону у

фтора

монет быть

объяснена отталкиванием электронов в сравнительно плотно

заполненном

2р

-

подуровне .

Атомы, принимающие электроны,

являются

окислителями,

п р е ­

имущественно

— это

а т о ш

неметаллов

(элементы

сеыейотэа

Р ) .

Следовательно,

сродство

к

электрону

является

количественной х а ­

рактеристикой

окислительных

с в о й с т в

атомов

элементов .

Самой

сильной

окислительной

способностью

обладают

галогены,

самой

слабой

-

элементы

подгруппы

у г л е р о д а .

В подгруппах

окислительная способность

уменьшается

о в е р -

ху

в н и з .

б. Степень

окисления

элементов

Способность

атомов элементов

к

образованию

с о е д ш е н и й

х ара к тер и зу ете я

вал ен тн ос ть ю.

Валентность

определяется

числом

атомов

одновалентного

элемента, с

которым соединяется

один

атом

данного

элиыента .

-

158 -

£

соединениях НСС

,

H«Q , .-Vff}

, С'Н'^

, как е л е -

I /от

нз их

формул ,jcлор,

одновалентен,

кислород

дзухвален«

т е н ,

азот

т р ё х в а л е н т е н ,

углерод четырёхвалентен. Валент ­

ность

этих

ал2;?ентов

определена по формулам их

водородных

Многие

. .^менты

не

образуют

соединений

с водородом,

но

образуют

их с

кислородом,

который в

большинстве

соединений

д в у х в а л е н т е н .

И валентность элементов

'определяется

по их

кислородным соединениям,

поэтому

она

называется

валентно ­

стью

по кисл сроду.

В с о е д и н и

зх

Л'аг0

.

Со. О

,' Fe233

.

С0г

. ,

Pg0s

,

SC3

t Мпг0?

,

Q^Oif

натрий

одновалентен;, кальций д в у х ­

в а л е н т е н ,

« е я е з о т р ё х в а л е н т н о , углерод

четырёхвалентен,

фос ­

теп к

осьмий

в о с ь м в в а л ё н т е н .

Понять фоический смысл валентности помогло учение

о

строении

а т о м а .

Под валентностью химического элемента понимается е г о

способность

к

образованию химических с в я з е й .

Количествен­

но валентность

определяется

числом

химических

с в я з е й ,

о б р а ­

зованных атомом. Электроны, участвующие в

образовании

хими­

ческих

связей

между атомами, называются валентными.

У инертных

атомов элементов валентные

электроны

о т с у т ­

ствуют. У остальных элементов общее число

валентных

э л е к ­

тронов

в

а т о м е , как правило,

равно

но мару

группы периоди­

ческой

системы

Д.И.Мчидгяеева'.