Общий курс физики Том 5. Часть 1. Атомная физика - Сивухин Д.В.
Скачать (прямая ссылка):
В элементах второй половины идет заполнение d- и f-оболочек. При этом и происходит нарушение «идеального» порядка заполнения, о котором говорилось выше. Так, в четвертом периоде за электронной конфигурацией ванадия 4s23d3 следует электронная конфигурация хрома 4sl3d5 (конфигурацию аргона
АТОМНЫЕ СИСТЕМЫ СО МНОГИМИ ЭЛЕКТРОНАМИ [ГЛ. VI
Таблица 4
Электронные конфигурации элементов
Пе- риод Элемент Электронная конфигурация Иониза- ционный потен- циал, В
і 1 Н водород Is1 13,539
2 Не гелий Is2 24,45
Конфигурация гелия +
3 Li литий 2s1 5,37
4 Be бериллий 2s2 9,48
5 В бор 2s2 2р' 8,4
2 6 С углерод 2s2 2р2 11,217
7 N азот 2s2 2р3 14,47
8 О кислород 2s2 2pi 13,56
9 F фтор 2s2 2p5 18,6
10 Ne неон 2s2 2p6 21,48
Конфигурация неона +
11 Na натрий 3s1 2,12
12 Mg магний 3s2 7,61
13 А1 алюминий 3s2 Зр1 5,96
3 14 Si кремний 3s2 3p2 7,39
15 Р фосфор 3s2 3p3 10,3
16 S сера 3s2 3p4 10,31
17 С1 хлор 3s2 3p6 12,96
18 Аг аргон 3s2 3p6 15,69
19 К
20 Са
калии
кальций
21
22
23
24
скандии титан ванадші хром
Переходиы элементы
25 Мп маргане
26 Fe железо
27 Со ко.бальт
28 Ni никель
Конфигурация аргона +
4s1 4,32
4s2 6,09
4s2 3d' 6,57
4s2 3d2 6,80
4s2 3d3 6,76
4s1 3d5 6,74
4s2 3d5 7,40
4s2 3d6 7,83
4s23d7 7,81
4s2 3d8 7,61
29 Си медь 4s1 3d10 7,62
30 Zn цинк -Is2 За"0 9,35
31 Qa галлий 4s2 4p‘ 3d10 5,27
32 Qe германий 4s2 4p2 3d10 7,85
33 As мышьяк 4s2 4p3 3d10 9,4
34 Se селен 4s2 4p4 3d10
35 Вг бром 4s2 4p5 3d10 11,8
36 Кг криптон 4s2 4p6 3d'10 13,94
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ МЕНДЕЛЕЕВА 295
Продолжение табл. 4
Пе- риод Элемент Электронная конфигурация Ионизационный потении ЭЛ, В
5 37 Rb рубидий 38 Sr стронций 39 Y иттрий 40 Zr цирконий 41 Nb ниобий 42 Мо молибден 43 Тс технеций Конфигурация криптона + 5s1 Сс2 5s2 4d‘ 5s2 4d2 5s2 4d* 5s1 4 d5 5s2 4d5 5s1 4d1 5s2 4d8 4 d10 4,16 5,67 6.5 7,65 7.7 7.7 8.5
Переходные і « S РЩ"* ! элементы : .a T1J » : ; 46 Pd палладии •
47 Ag серебро 5s' 4d10 7,54
48 Cd кадмий 5s2 4d10 8,95
49 In индий 5s2 5pl 4d10 5,76
50 Sn олово 5s2 5p2 4d10 7,37
В1 Sb сурьма 5s2 5p3 4d10 8,5
52 Те теллур 5s2 5p* 4d'°
53 I иод 5s2 5p5 4d'° 10,44
54 Хе ксенон 5s2 5p6 4d10 12,08
і Конфигурация
ксенона +
55 Cs цезий 6s1 3,88
56 Ba барий 6 S2 5,19
57 La лантан 6ss 5dl
58 Се церий 6s2 4f2
59 Рг празеодим 6s2 4fs
60 Nd іієоіим 6s2 4f*
61 Pm прометий 6s2 4fB
3 62 Sm самарий 6s2 4f*
е? х 63 Eu европий 6s2 4f7
Я 64 Gd гадолиний 6s2 5d! 4f1
65 Tb тербий 6s2 5d' 4fa
X та 66 Dy диспрозий 6s2 4/10
ч 67 Ho гольмий 6s2 4}11
68 Er эрбий 6s2 4f12
69 Tm тулий 6s2 4/13
70 Yb иттербий 6s2 4}[t
71 Lu лютеций 6s2 5d1 4fl*
72 Hf гафний 6s2 5d2 4f14
73 Та тантал 6s? 5d3 4fl*
74 W вольфрам 6s2 5d4 4f!i
75 Re рений 6s2 5db 4fu
76 Os осмий 6s1 5d7 4f'*
Переходные 77 Ir иридий 6s2 5d7 4f\*
элементы 78 Pt платина 6s' 5de 4f‘4
296
АТОМНЫЕ СИСТЕМЫ СО МНОГИМИ ЭЛЕКТРОНАМИ [ГЛ. VI
Продолжение табл. 4
Пе- риод Элемент Электронная конфигурация Иониза- ционный потен- циал, В
Конфигурация
ксенона +
79 Аи золото 6s1 5d‘°4f14
80 Hg ртуть 6s2 5d10 4f14 9,20
6 81 Т1 таллий 6s2 6p' 5d'° 4f14 10,59
82 РЬ свинец 6s2 6p2 5d]0 4fH 7,39
83 ВІ висмут 6s2 6p3 5d10 4fH 8,0
84 Ро полоний 6s2 6p4 5d10 4f14
85 At астат 6s2 6p5 5d10 4f14
86 Rn радон 6s2 6p6 5d'° 4f14 10,69
87 Fr франций
88 Ra радий
89 Ас актиний
90 Th торий
91 Pa протактиний
92 U уран
93 Np нептуний
94 Pu плутоний
95 Am америций
96 Cm кюрий
97 Bk берклий
98 Cf калифорний
99 Es эйнштейний
100 Fm фермий
101 Md менделевий
102 (No нобелий)
103 Lr лоуренсий
104 (Ku курчатовий)
105 (Ns нильсборий)
106
107
Конфигурация радона +
7 s1 7 s2
7s2 6dl
7s26d2 7s2 6d‘ 5f2 7s2 6d‘ 5f3 7s2 6d> 5f4 7s2 5/e 7s2 5}7 7s2 6d' 5Г 7s2 6d' 5/8 7s2 5/10 7s2 5/“
7s2 5f12 7s2 5p 7s2 5/14 7s2 6d‘ 5fli
7s2 6d2 5f14 7s2 6d3 5/14 7s2 6d4 5/14 7s2 6d5 5f14
для краткости опускаем), т. е. в Зй-оболочке число электронов увеличивается сразу на два, причем один электрон заимствуется из 45-оболочки. В конфигурации следующего элемента марганца 4s23d5 новый электрон присоединяется не к 3d-, а к 45-оболочке, восстанавливая в ней прежнее число электронов. Аналогичные нарушения идеального порядка, как легко проследить по табл. 4, происходят и при заполнении остальных d-, а также /-оболочек.
Каждый период периодической системы начинается со щелочного металла, в электронной конфигурации которого имеется только один наружный s-электрон. Из всех элементов атомы
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ МЕНДЕЛЕЕВА
297
щелочных металлов обладают наименьшими ионизационными потенциалами. Поэтому эти атомы легко могут отдавать наружные s-электроны и присоединять их к атомам других элементов Этим объясняется большая химическая активность щелочных металлов.
Каждый период заканчивается атомом благородных газов Не, Ne, Аг, Кг, Хе, Rn. У этих атомов (за исключением Не) наружная s— р-оболочка состоит из восьми электронов, образующих особенно компактную, симметричную и прочно связанную систему. Поэтому у атомов благородных газов ионизационные потенциалы максимальны. Этим и объясняется их химическая пассивность — они не вступают (или практически не вступают) в химические соединения с другими атомами. Наоборот, элементы соседней седьмой группы периодической системы — фтор хлор, бром, иод — химически очень активны. Это потому, что у них наружная s — р-оболочка состоит из семи электронов и может быть легко дополнена до замкнутой оболочки путем присоединения недостающего восьмого электрона.
