Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
х--х зв ад 42 ч-ч 46 ч-в
00 72 74- 76 76 80
Рис. 163. Изменение плотности ^/-металлов в зависимости от I,
312
элекронами подуровня ё.. Изменение модуля нормальной упругости в зависимости от 1 представлено на рис. 165, причем для Мп опять наблюдается резкое отклонение общего закона изменения.
Строение металлического кристалла прежде всего определяет его электрические свойства: электрическую проводимость и электросопротивление, а также работу выхода электронов.
Изменение удельного сопротивления ^-металлов в зависимости от 1 приведено на рис. 166. В четвертом периоде наблюдается
— 2122 23 24 2526 27 28 29 301 "* 3940 4142 45 44 4546 4748 -° 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80
20 22 24 26 2 8 30 2 -х 38 40 42 44 № 48 56 72 74 76 78 ВО
Рис. 164. Изменение температуры плавления ^-металлов в зависимости от порядкового номера Ъ
Рис. 165. Изменение модуля нормальной упругости ^-металлов в зависимости от порядкового номера 1
резкий пик для марганца (рис. 166, а), в 5-м периоде этот пик для технеция значительно меньше, но появляется второй пик у палладия, который захватывает «-электроны на уровень й, заканчивая его, и имеет строение 4с/104/°55°. При таком строении атома палладия в его кристаллической решетке концентрация электронов проводимости также мала. В 6-м периоде у рения пик удельного сопротивления еще меньше; он соизмерим с удельным сопротивлением платины — аналога палладия.
Работа выхода электронов у с?-металлов в зависимости от 1 представлена на рис. 167. Общий характер изменения сохраняется. Интересно, что наиболее тугоплавкие металлы обладают сравнительно небольшими работами выхода, что позволяет получать значительные токи при термоэмиссии (см. гл. 10).
313
5,0-
из I
- ш
^ 4,1
I ^
с? 3,8
19 21 23 25 27 29 31 33 35 1
3,6
з,4
3,2
1
йТ1
4Мо
Тс
й1г 6Р1
?Со-
ра
N1
СибНд Ад
Аг^2Гл
_Аса
37 39 41 43 -45 47 49 51 Ъ
5
о 21 22 23 2ч- 25 26 27 28 23 30 Д ¦ 33 40 41 42 43 44 45 46 47 40 п 57 72 73 7ч- 75 70 77 70 73 80
Рис. 167. Работа выхода электронов ^-металлов в зависимости от порядкового номера 1
12.3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА (I -МЕТАЛЛОВ
Химические свойства ^-металлов определяются степенью заполнения электронами подуровня й, а также возможностью возбуждения электронов подуровня а1 и подуровня 5 для образования валентных связей.
Рассмотрим распределение электронов по энергетическим уровням атомов четвертого периода в их стабильном и возбужденном состояниях и охарактеризуем это распределение суммарным спиновым числом (Ия,), которое, по существу, показывает число непарных электронов и способность атомов устанавливать химические связи (табл. 12.3).
Отложив по оси абсцисс 1, а по оси ординат 25,-, мы получим две ломаные кривые для стабильных (У) и для возбужденных (2) атомов 5-, р- и ^-элементов 4-го периода. Обращает на себя внимание подобие в стабильных состояниях и полное сходство в возбужденном состоянии распределения электронов у с1- и р-элементов
55 57 73 75 77. 79 01 в
Рис. 166. Изменение удельного сопротивления ^-металлов в зависимости от порядкового номера
а — четвертого периода; б — пятого перцо да; в — шестого периода
314
Т а б л и ц а 12.3. Распределение электронов у стабильных и возбужденных атомов элементов 4-го периода
Заполнение Эле- (лабильный Возбужденный
подуровня мент
Ы 4х 4/» ¦А<1 4л- 4/1 Ай
к _ 1 0,5 ! 0,5
Л' Са — 2 -- 0 — 1 1 — 1,0
Бс 1 2 — 0,5 1 1 1 1,5
Т1 2 2 — 1,0 2 1 1 — 2,0
V 3 2 — 1,5 3 1 1 — 2,5
Сг 4 2 — 2,0 5 1 3,0
Мп 5 2 — 2,5 5 1 1 — 3,5
й Ре 6 2 — 2,0 6 1 1 — 3,0
Со 7 2 — 1,5 7 1 1 2,5
N1 8 2 1,0 8 1 1 — 2,0
Си 9 2 — 0,5 9 1 1 1,5
2п 10 2 — 0 10 1 1 — 1,0
(л& 10 2 1 0,5 10 1 2 ___ 1,5
йе 10 2 2 1,0 10 1 3 —. 2,0
АБ 10 2 3 1,5 10 1 3 1 2,5
Р Бе 10 2 4 1,0 10 1 3 2 3,0
В г 10 2 5 0,5 10 1 . 3 3 3,5
Кг 10 2 6 0 10 1 3 4 4,0
4-го периода (рис. 168). Однако это сходство наблюдается только для ^-металлов, заполняющих подуровень д. до половины (ёъБ2) непарными электронами. Начиная со структуры (^6«2) или с момента появления в подуровне й электронных пар, сходство утрачивается, так как парные электроны подуровня а1 уже не принимают (обычно) участия в образовании химических связей и высшее окислительное число начинает снижаться.
Для ^-металлов, обладающих вакантными уровнями, это снижение задерживается, так как а?-электроны, возбуждаясь, могут переходить на вакантные (/", ?) подуровни. Этот процесс реализован
+3,0
+2,0
+ 1,0
Аг К Са Бс И V Сг МаРе Со N1 Си ХаСаСе АБ Бе ВгКг
РИС. 168. Суммарное спиновое число для стабильных (/) и возбужденных (2) атомов ^-металлов четвертого периода
/ N 2 <> у
/ V с
{ Г с
А N с V
и у— у
г—
315
в виде соединений Ри04 и Оз04 для аналогов Ре, но для остальных ^-металлов такие соединения еще не получены. Также не реализованы еще соединения криптона с окислительным числом +8, хотя у аналогов Кг они уже имеются (ХеР8, Хе04).
