Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 169

Скачиваний: 0

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

Продолжение

Порядковый Элемент номер"

элемента

н1

ш72

Hg

80

Но

6 7

ІП

49

Ir

77

I

53

К19

La

57

Li

3

Lu

71

Mg

12

Mn

25

Mo

42

N

7

n h 4

Na

11

Nb

41

Nd

6 0

Ni

2 8

Np

93

0

8

Os

76

P

15

Pa

91

Pb

82

Pd

46

Pm

61

Po

84

Pr

59

Pr

78

 

по Гольд­

Заряд

 

шмидту

 

(1926 г.)

1 -

1,54

4 +

0 ,8 4

2 +

1 ,1 2

3 +

1,05

3 +

0 ,9 2

4 +

0 ,6 6

1 -

2 ,2 0

5 +

0 ,9 4

7+

1 +

1,33

3 +

1,22

1 +

0 ,7 8

3 +

0 ,9 9

2 +

0 ,7 8

2 +

0,91

3 +

0 ,7 0

4 +

0 ,5 2

7 +

4 +

0 ,6 8

6 +

 

3 +

5 +

— 0 .1 5

И-

1,43

1 +

0 ,9 8

4 +

0 ,6 9

5 +

0 ,6 9

3 +

1,15

2 +

0 ,7 8

3 +

4 +

7 +

2 -

1,32

6 +

4 +

0 ,6 7

- 6 +

3 +

__

5 +

~ 0 , 3 5

3 +

4 +

5 +

 

2 +

1,32

4 +

0 ,8 4

2 +

 

4 +

 

3 +

 

6 +

 

3 +

1,16

4 +

1,00

2 +

■—

4 +

Ионные радиусы, А

по Полингу

по Заха

риасену

(І927 г.)

(1931 г.)

 

2 ,0 8

1,36

__

1 ,1 0

__

0,81

__

0 ,6 4

2 .1 6

2 ,1 9

__

0 ,5 0

1,33

1,33

1,15

1,06

0 ,6 0

0 ,6 8

0 ,6 5

0,71

0 ,8 0

 

__

0 ,5 0

__

0 ,4 6

0,66

__

0 ,6 2

__

0,11

_

__

_

0 ,9 5

\ 0 ,9 8

0 ,6 7

_

0 ,7 0

 

__

0 ,6 9

__

__

__

1,40

1,40

0 ,0 9

0 ,6 5

__

_

 

0,31

_

_

1,2!

0 ,8 4

I !

- —

I I

 

0 ,9 2

по Аренсу

<1952 г.)

0 ,7 8

1,10

0,91

0,81

0 ,6 8

__

0 ,6 2

0 ,5 0

1,33

1,14

0 ,6 8

0 ,8 5

0,66

0 ,8 0

0 ,6 6

0 ,6 0

0 ,4 6

0 ,7 0

0 ,6 2

0 ,1 6

0 ,1 3

0 ,9 7

0 ,7 4

0 ,6 9

1,04

0 ,6 9

1,10

0 ,9 5

0,71

__

0 ,1 0

0 ,6 9

0 ,4 4

0 ,3 5

1,13

0 ,9 8

0 ,8 9

1,20

0 ,8 4

0 ,8 0

0 ,6 5

1,06

0 ,6 7

1,06

0 ,9 2

0 ,8 0

0 ,6 5

148


Продолжение

 

 

 

 

 

 

Порядковый

 

 

Ионные радиусы, Â

 

Элемент

Заряд

по Гольд­

 

по Заха-

 

номер

по Полингу

по Аренсу

 

элемента

 

шмидту

риасену

 

 

(1927 г.)

(1952 г.)

 

 

 

(1926 г.)

(1931 г.)

 

 

 

 

 

Pu

94

3 +

 

 

 

1,08

 

 

4 +

0,93

Ra

88

2 +

1,52

_

___

1,43

Rb

37

1 +

1,49

1,48

1,48

1,47

Re

75

4 +

0,72

 

 

7 +

0,56

Rh

45

3 +

0,68

0,68

Ru

44

4 +

0,65

0,63

0,67

S

16

2 -

1,74

1,84

1,85

_

 

 

4 +

0,37

 

 

6 +

0,34

0,29

0,30

Sb

51

3 +

0,90

0,76

 

 

5 +

 

0,62

 

 

0,62

Sc

21

3 +

0,83

0,81

Se

34

2 -

1,01

1,98

1,96

 

 

3 +

0,83

0,81

0,78

 

 

4 +

0,50

 

 

6 +

0,35

0,42

0,42

. Si

14

4 +

0,39

0,41

0,44

0,42

Sm

62

3 +

1,13

1,00

Sn

50

2 +

— -

0,93

 

 

4 +

0,74

0,71

0,71

 

 

 

 

 

 

Sr

38

2 +

1,27

1,18

1,15

1,12

Ta

73

5 +

0,68

0,68

Tb

65

3 +

1,09

0,93

 

 

4 +

0,89

0,81

 

 

 

 

 

 

 

Tc

43

7 +

■ —

0,56

Те

52

2 -

2,11

2,21

2,18

 

 

4 +

0,89

0,81

0,70

 

 

6 +

0,56

0,56

Th

90

4 +

1,10

1,02

1,02

Ti

22

2 +

0,80

 

 

3 +

0,69

0,76

TI

81

4 +

0,64

0,68

0,62

0,68

1 +

1,49

1,44

1,47

Tm

69

3 +

1,05

0,95

0,95

3 +

1,04

0,87

U

92

4 +

1,05

0,97

0,97

V

23

6-j"

0,80

2 +

0,72

0,88

 

 

3 +

0,65

0,74

 

 

4 +

0,61

0,63

 

 

0,59

 

 

 

 

 

 

W

74

5 +

0.4

0,59

0,59

4 +

0,68

0,66

0,70

 

 

6+

0,62

Y

39

3 +

1,06

0,93

0,93

0,92

Yb

70

3 +

1 ,0 0

 

0,86

Zn

30

2 +

0,83

0,74

0,74

 

 

 

 

 

 

Zr

40

4 +

0,87

0,80

0,79

0,79

149



Таблица 5.7

Сравнение размеров ионов типических и d-электронных элементов

 

4 п е р и о д

 

5 п е р и о д

 

 

 

 

 

к о л и ч е с т в о

и о н н ы й

к о л и ч е с т в о

ИОН

ИОННЫЙ

э л е к т р о н о в

э л е к т р о н о в

ИОН

в с л о я х

 

р а д и у с

в с л о я х

р а д и у с

 

 

 

 

 

2, 8, 8

к +

1,33

2, 8,

18,

8

Rb+

1,49

 

Са2+

1.06

 

 

 

Sr2+

1,27

 

Sc3+

0.83

 

 

 

у Э +

1,06

 

Ті4+

0.64

 

 

 

Zr4+

0,87

2. 8, 18

Cu+

0,96

2, 8,

18,

18

Ag+

1,13

 

Zn2+

0.83

 

 

 

Cd2+

1,03

 

Ga3+

0,62

 

 

 

In3+

0,92

 

Ge4+

0,44

 

 

 

Sn4+

0,74

У ионов редкоземельных элементов (РЗЭ) с ростом порядко­ вого номера наблюдается уменьшение ионного радиуса, так как заряд ядра увеличивается, а количество электронных оболочек не возрастает. Каждый следующий электрон достраивает ^-обо­ лочку, заканчивая тем самым jV-оболочку атома (табл. 5.8).

Таблица 5.8

Сравнение ионных радиусов РЗЭ

Ион

Порядковый

Ионный

Ион

Порядковый

Ионный

номер

радиус,

номер

радиус,

 

элемента

а

 

элемента

â

La3+

57

1,22

ТЬ3+

65

1,09

Ce3+

58

1,18

Dy3+

66

1,07

Pr3+

59

1,16

Но3+

67

1,05

Nd3+

60

1,15

Ег3+

68

1,04

Pm3+

61

Т т 3+

69

1,04

Sm3+

62

1,13

Yb3+

70

1,00

Eu3+

63

1,13

Lu3+

71

0,99

Gd3+

64

1,11

 

 

 

Среди актиноидов, которые также принадлежат к внутреннепереходным элементам, уменьшение ионных радиусов происходит по той же причине (табл. 5.9).

В периодах радиусы ионов уменьшаются с ростом порядко­ вого номера. Увеличение положительного заряда ядра в этом слу­ чае приводит к очень сильному сжатию оболочки. Например, ионы

nNa+

(0,98 Â), 12Mg2+ (0,78 Â),

13А13+ (0,57Â),

14Si4+

(0,39Ä),

I5P5+

(0,35 ä ), i6S6+

(0,34 A), I7C17+

(0,26 â ) имеют

по 10 электро­

нов, так как атом натрия, переходя в ион, теряет

один

электрон,

атом

магния — два

электрона, атом алюминия — три

электрона

и т. д.

 

 

 

 

150


Таблица 5.9

 

 

 

 

 

Сравнение ионных радиусов

актиноидов

 

 

 

Ион

Порядковый

Ионный

Ион

Порядковый

Ионный

номер

радиус,

номер

‘ радиус,

 

элемента

â

 

элемента

А

Ас3+

89

u i

Th4+

90

0,95

Th3+

90

1,08

Ра4+

91

0,98

U 3+

92

1,04

и4+

92

0,89

Np3+

93

1,02

Np4+

93

0,88

Am3+

95

1,00

Pu4+

94

0,86

 

 

 

Am4+

95

0.85

В горизонтальных рядах, составленных элементами побочных подгрупп, эта закономерность выдержана не всегда строго.

Размеры анионов увеличиваются при переходе от элементов VI группы к элементам VII группы (табл. 5.10).

Таблица 5.10

Сравнение

ионных

радиусов анионов

Группа VI

Группа

VII

 

ионный

 

ионный

ИОН

радиус,

ИОН

радиус,

 

А

 

А

О2-

1,32

F"

1,33

S2-

1.74

с г

1,81

Se2-

1,91

Br"

1,96

Те2"

2,11

Г

2,20

Анионы, как правило, больше катионов, так как по сравнению с нейтральными атомами того же самого элемента имеют больше электронов, например: S2' (1,76А), S0 (1,06А), S6+ (0,35А).

Два правила, касающиеся изменения размера ионов с увеліь чением порядкового номера (уменьшение в периодах и увеличение в подгруппах), объясняют, почему ионы некоторых элементов,, лежащих на диагонали (от левого верхнего угла до правого ниж­ него) в периодической системе, имеют приблизительно одинако­ вые размеры (в А ):

И . . .

0,98

Mg2+ . . . .

0,78

Sc3+ . . . .

0,83

Zr4+ . . . . 0,87

Na+ . . . .

Са2+ . . . .

1,06

Y3 + ..................... t,06

 

К+ . . . . .

1,33

Sr2+ . . . .

1,27

La3+ . . . .

1,22

 

А13+ . . . .

0,57

Ti4+ . . . .

0,64

Nb5+ . . . .

0,69

 

Rb+ . . . . .

1,49

Ва2+ . . . .

1,43

 

 

 

То, что ионы с разной валентностью имеют одинаковые размеры, объясняет явление взаимного замещения, ионов

L51