Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 164

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Таблица 5.3

 

 

 

 

 

 

Электронные конфигурации

атомов

 

 

 

Эле­

 

1

2

3

4

5

6

z

К

L

M

N

0

P

мент

Is 2s 2p 3s 3p 3 d 4 5 4p 4d 4

5 s 5p 5d 5f 6s 6P 6d 6f

1

 

Н1 1

Не

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Li

3

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Be

4

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

В

5

2

2

1

 

 

 

 

 

 

 

С

6

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

N

7

2

2

3

 

 

 

 

 

 

 

О

8

2

2

4

 

 

 

 

 

 

 

F

9

2

2

5

 

 

 

 

 

 

 

Ne

10

2

2

6

 

 

 

 

 

 

 

Na

11

2

2

6

1

 

 

 

 

 

 

Mg

12

2

2

6

2

 

 

 

 

 

 

Al

13

2

2

6

2

1

 

 

 

 

 

Si

14

2

2

6

2

2

 

 

 

 

 

P

15

2

2

6

2

3

 

 

 

 

 

S

16

2

2

6

2

4

 

 

 

 

 

CI

17

2

2

6

2

5

 

 

 

 

 

Ar

18

2

2

6

2

6

 

 

 

 

 

К

19

2

2

6

2

6

 

1

 

 

 

Ca

20

2

2

6

2

6

 

2

 

 

 

Sc

21

2

2

6

2

6

1

2

 

 

 

Ti

22

2

2

6

2

6

2

2

 

 

 

V

23

2

2

6

2

6

3

2

 

 

 

Cr

24

2

2

6

2

6

5

1

 

 

 

Mn

25

2

2

6

2

6

5

2

 

 

 

Fe

26

2

2

6

2

6

6

2

 

 

 

Co

27

2

2

6

2

6

7

2

 

 

 

Ni

28

2

2

6

2

6

8

2

 

 

 

Cu

29

2

2

6

2

6

10

1

 

 

 

Zn

30

2

2

6

2

6

10

2

1

 

 

Ga

31

2

2

6

2

6

10

2

 

 

Ge

32

2

2

6

2

6

10

2

2

 

 

As

33

2

2

6

2

6

10

2

3

 

 

Se

34

2

2

6

2

6

10

2

4

 

 

Br

35

2

2

6

2

6

10

2

5

 

 

Kr

36

2

2

6

2

6

10

2

6

 

 

Rb

37

2

2

6

2

6

10

2

6

 

1

Sr

38

2

2

6

2

6

10

2

6

 

2

Y

39

2

2

6

2

6

10

2

6

1

2

Zr

40

2

2

6

2

6

10

2

6

2

2

Nb

41

2

2

'6

2

6

10

2

6

4

1

Mo

42

2

2

6

2

6

10

2

6

5

1

Tc

43

2

2

6

2

6

10

2

6

6

I

Ru

44

2

2

6

2

6

10

2

6

7

1

Rh

45

2

2

6

2

6

10

2

6

8

1

P d

46

2 2 6 2 6 10 2

6 10

 

,2 0 t' 1

139



Продолжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эле­

 

I

 

2

 

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

 

 

6

7

z

К

 

L

 

M

 

 

 

N

 

 

 

0

 

 

 

P

Q

мент

s 2s 2p 3 s 3 p 3d 4s 4p 4d

 

5s 5 p 5 d 5 f 6s 6p 6d

 

 

 

 

6f 7 s

Ag

47

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Cd

48

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

 

 

 

 

 

 

 

In

49

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

1

 

 

 

 

 

 

Sn

50

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

2

 

 

 

 

 

 

Sb

51

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

3

 

 

 

 

 

 

Те

52

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

4

 

 

 

 

 

 

Ie

53

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

5

 

 

 

 

 

 

X

54

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

6

 

 

 

 

 

 

Cs

55

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

6

 

 

1

 

 

 

Ba

56

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

6

 

 

2

 

 

 

La

57

2

2

6

2

6

10

2

6

10

 

2

6

1

 

2

 

 

 

Ce

58 2 2 6

2

6 10 2 6- 10 2 2 6

 

 

2

 

 

 

Pr

59

2

2

6

2

6

10

2

6

10

3

2

6

 

 

2

 

 

 

Nd

60

2

2

6

2

6

10

2

6

10

4

2

6

 

 

2

 

 

 

Pm

61

2

2

6

2

6

10

2

6

10

5

2

6

 

 

2

 

 

 

Sm

62

2

2

6

2

6

10

2

6

10

6

2

6

 

 

2

 

 

 

Eu

63

2

2

6

2

6

10

2

6

10

7

2

6

 

 

2

 

 

 

Gd

64

2

2

6

2

6

10

2

6

10

7

2

6

1

 

2

 

 

 

Tb

65

2

2

6

2

6

10

2

6

10

9

2

6

 

 

2

 

 

 

Dy

66

2

2

6

2

6

10

2

6

10

10

2

6

 

 

2

 

 

 

Ho

67

2

2

6

2

6

10

2

6

10

11

2

6

 

 

2

 

 

 

Er

68

2

2

6

2

6

10

2

6

10

12

2

6

 

 

2

 

 

 

Tm

69

2

2

6

2

6

10

2

6

10

13

2

6

 

 

2

 

 

 

Yb

70

2 2 6 2 6 10 2 . 6 10 14 2 6

 

 

2

 

 

 

Lu

71

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

1

 

2

 

 

 

Hf

72

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

2

 

2

 

 

 

Ta

73

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

3

 

2

 

 

 

W

74

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

4

 

2

 

 

 

Re

75

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

5

 

2

 

 

 

Os

76

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

6

 

2

 

 

 

Ir

77

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

9

 

 

 

 

 

Pt

78

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

9

 

1

 

 

 

Au

79

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

1

 

 

 

Hg

80

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

 

 

 

TI

81

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

1

 

 

Pb

82

2'

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

2

 

 

Bi

83

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

3

 

 

Po

84

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

4

 

 

At

85 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6

 

2 5

 

 

Rn

86

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

6

 

 

Fr

87

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

6

 

1

Ra

88

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

6

 

2

Ac

89

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

6

1

2

Th

90

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

 

2

6

2

2

Pa

91

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

2

2

6

1

2

и

92

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

3

2

6

1

2

Np

93

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

4

2

6

1

2

Pu

94

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

5

2

6

1

2

140

г


Продолжение

Эле­

 

1

 

2

 

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

 

 

6

7

z

К

 

L

 

M

 

 

 

N

 

 

 

0

 

 

 

P

Q

мент

Is

2s

2p

3 s

 

3 d

4s

4p

U

 

 

5p

 

 

 

 

 

 

 

3 p

Ч

5s

5d

Sf

6s

б/?

6d 6f

7s

Am

95

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

6

2

6

1

2

Cm

96

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

7

2

6

1

2

Bk

97

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

8

2

6

1

2

Cf

98

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

9

2

6

1

2

Es

99

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

10

2

6

I

2

Fm

100

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

11

2

6

1

2

Md

101

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

13

2

6

 

2

N0

102

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

14

2

6

 

2

Lw

103

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

14

2

6

1

2

Ku

104

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

14

2

6

2

2

 

105

2

2

6

2

6

10

2

6

10

14

2

6

10

14

2

6

3

2

заполняется у первой декады «переходных элементов», т. е. у 2iSc, 22ТІ, 23V, 24СГ, гвМп, гбРе, 27С0, 28Ni, 2эСи, 30Zn. Эти элементы — члены побочных подгрупп периодической системы и их «родство» скорее ощущается в горизонтальном направлении: свойства не­ значительно меняются с увеличением заряда ядра, так как за­ полняется предпоследний энергетический уровень. Атом цинка, по­ следнего переходного металла, построен следующим образом: ls22s22p63s23p63d104s2. От галлия 3iGa до криптона 3бКг заполняется 4р-подуровень ІѴ-оболочки. Криптон на внешнем электронном уровне имеет характерную для инертных газов конфигурацию благородно­

газового октета (4s24p6),

им заканчивается первый большой период,

состоящий из 18 элементов.

заполняется идентичным об­

Следующий

пятый

период

разом. Рубидий

37Rb(l522522p63s23/763ö?104524/?65s1) и стронций

3sS r(ls22s22pKB23pK$d104s24p65s2)

соответственно застраивают s-под­

уровень О-оболочки (п = 5), хотя предыдущий ІѴ-уровень (п = 4) не заполнен и может разместить 10 электронов в d-подуровне и 14 электронов в /-подуровне, что вместе с s- и ^-подуровнями со­ ставляет 32 электрона. От 39Y (1s22s22pe3s23p63d104s24p64d15s2) до 48Cd (ls22s22p63s23p63d104s24p64d105s2) происходит заполнение 401-

подуровня, а далее достраивается подуровень 5р. Период заканчи­ вается инертным газом 54Хе (ls22s22p63s23p63dI04s24p64d105s25p6).

Шестой период начинается щелочным металлом цезием 55CS (ls22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1) и щелочноземельным метал­ лом барием 5бВа (ls22s22p63s23p63dI04s24p64d105s25p66s2) , у которых происходит застройка бя-подуровня Р-оболочки (п = 6). Следую­ щий элемент 57La, так же как в четвертом и пятом периодах, от­ носится к d-семейству, зато, начиная от 53Се и кончая nLu, про­ исходит заполнение 14 электронами 4/-подуровня.

Вследствие того, что происходит заселение глубоко лежащего 4/-подуровня, химические свойства этих элементов оказываются очень близкими. Их называют лантаноидами или редкоземельными

141


элементами. È периодической системе элементы от Z - 57 до Z = 7 1 [tjLu, у которого полностью застроена УѴ-оболочка (32 элек­ трона)] занимают одну клетку. От гафния 72Н/, расположенного пос­ ле лютеция, и до ртути soHg происходит дальнейшее заселение 5d- подуровня; следующие шесть элементов до радона seRn достраивают 6/?-подуровень, заканчивая тем самым шестой период системы.

Последний седьмой период начинается, как обычно, щелочным металлом, францием 87^1%затем следует щелочноземельный радий ssRa; заполняется 7з-подуровень Q-оболочки (п = 7). Родственную лантаноидам группу представляют актиноиды, начинающиеся акти­ нием 8эАс и заканчивающиеся лоуренсием юзЕг, у которых, за ис­ ключением вэАс и 9oTh, застраивающих 6<2-подуровень, происходит заполнение 5/-подуровня О-оболочки (п — 5). Как и лантаноиды, они трудно различимы по химическим свойствам и занимают в пе­ риодической системе одну клетку. Предпоследний элемент — курчатовий кмКи — принадлежит к 6а!-электронному семейству, яв­ ляясь аналогом Ti, Zr, Hf. Что же касается последнего из открытых элементов (Z = 105 ) , to он относится к подгруппе ва­

надия.

По характеру конфигурации можно выделить следующие типы элементов:

1)инертные газы;

2)«типические» элементы;

3)переходные элементы;

4)«внутренне-переходные» элементы.

Инертные газы (2Не, i0Ne, i8Ar, 36Кг, 54Хе, 86Rn), за исключением гелия, имеют во внешнем электронном слое конфигурацию благо­ родногазового октета (s2p6), которая очень устойчива при химиче­ ских реакциях.

Типические элементы достраивают s- и р-подуровни внешнего электронного слоя, определяющегося величиной главного кванто­ вого числа. К ним относятся элементы s- и р-электронных семейств. Если взять инертный газ в качестве «репера», то типические эле­ менты расположены от элемента с величиной заряда ядра на 5 еди­ ниц меньше до величины на 2 единицы больше заряда ядра каждого благородного газа (например, от алюминия 13А1 до каль­ ция 2оСа для аргона isAr). При химических реакциях они обна­ руживают стремление к образованию благородногазового октета путем присоединения либо отдачи электронов. В периодической системе (табл. 5.4) типические элементы расположены в подгруп­ пах Шб—ѴІІб, а также в подгруппах Іа и Па.

Переходные элементы относятся к d-электронным семействам. Они достраивают d-подуровень предпоследней оболочки. В перио­ дической системе (см. табл. 5.4) переходные элементы находятся в подгруппах Ша — Vila и VIII. К ним также относятся элементы Іб и Пб подтрупп, хотя их d-оболочки заполнены. Все переходные элементы являются металлами.

Внутренне-переходные элементы в основе являются переход­ ными с той лишь разницей, что в них заполняются электронами

142