ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергия ионизации. Сродство к электрону. Электроотрицательность из "Общая и неорганическая химия" Все свойства элементов, определяемые электронной оболочкой атома, закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы. При этом, поскольку в ряду элементов-аналогов электронные структуры с X о д н ы, но н е т o fk ji е с т в е н н ы, при переходе от одного элемента к другому в группах и подгруппах на-блюдаегся не простое повторение свойств, а их более или менее отчетливо выраженное закономерное изменение. [c.31] Химическая природа элемента обусловливается способностью его атома терять и приобретать электроны. Эта способность может быть количественно оценена энергией ионизации атома и его сродством к, электрону. [c.31] Дл I многоэлектронных атомов энергии ионизации /,, 12, Iз,. .. соотвегствуют отрыву первого, второго и т. д. электронов. При этом всегда 12 /з. так как увеличение числа оторванных электронов п иводит к возрастанию положительного заряда образующегося иона. [c.31] В табл. 5 приведены значения энергий ионизации для некоторых атомог. [c.31] Наряду с резко выраженными максимумами и минимумами на кривой энергии ионизации наблюдаются слабо выраженные, что можно объяснить с помощью двух взаимосвязанных представлений об экранировании заряда ядра и о пронгкновении электронов к ядру. [c.32] Как видно из рисунка, внешний Зз-электрон атома натрия обладает ве( ьма значительной вероят-ностьк. находиться вблизи ядра в области внутренних К- и 1-элек-тронных слоев. [c.33] Понятно, что эффект проникновения увеличивает прочность связи внешних электронов с ядром. Этим, в частности, определяется порядок заполнения в многоэлектронных атомах 5-, р-, а - /-... орбита-лей п)и данном п. [c.33] Влияние на прочность связи электронов с ядром оказывает также взаимное отталкивание электронов одного и того же уоя и в особенности одной и той же орбитали. [c.34] Воспользуемся сказанным для объяснения рис. 12. Как видно, внутренние максимумы на кривой первой энергии ионизации соответствуют элементам, у которых внешние подслои завершены — 5 (Ве, Mg, 2п) или заполнены наполовину —(М, Р, Аз). [c.34] В соответствии с особенностями электронных структур у элементов (/)-семейства энергии ионизации близки. На участке кривой 5с—2п хорошо видны две площадки, соответствующие заполнению первой и второй половин 3 /-подслоя. Заполнение З -орбиталей по одному электрону заканчивается у Мп 3(1Чз ), что отмечается некоторым повышением относительной устойчивости 452-конфигурации, проникшей под экран З -конфигурации. Наибольшее значение энергии ионизации имеет Zп(3 i 4s ), что находится в соответствии с полным завершением З -подслоя и стабилизацией электронной пары, проникшей под экран 3 -кoнфигypaции. Значения третьих энергий ионизации (см. табл. 5) также показывают, что наиболее устойчивы конфигурации у Мп и у 2п. [c.34] Уменьшение энергии ионизации в подгруппах 5- и р-элементов объясняется усиливающимся (по мере увеличения числа электронных слоев) экранированием заряда ядра электронами, предшествующими внешиим электронам. [c.35] Сходство к электрону может быть выражено в кДж/моль или эВ/атэм. Сродство к электрону численно рав но, но противоположно по знаку энергии ионизации отрицательно заряженного иона Э . [c.35] Надежные значения сродства к электрону найдены лишь для не-болылого числа элементов. Понятно, что сродство к электрону зависит от электронной конфигурации атома, и в характере его изме-нени5 с увеличением порядкового номера элемента наблюдается отчетливо выраженная периодичность (рис. 14). Сравнение с измененном энергии ионизации показывает, что максимумы и минимумы на кривой сродства к электрону смещены по сравнению с кривой энергии ионизации на один элемент влево. [c.35] Как следует из данных табл. 6 и рис. 14, наибольшим сродством к электрону обладают р-элементы VII группы. Наименьшее и даже отрицательное сродство к электрону имеют атомы с конфигурацией 5 (Ве, М0, 7п) и 5 (Ne, Аг, Кг) или с наполовину заполненным р-полслоем (N, Р, As). Это служит дополнительным доказательством повышенной устойчивости указанных электронных конфигураций. [c.35] Выделением энергии сопровождается присоединение одного электрона к атомам кислорода, серы, углерода и некоторым другим. Таким образом, для указанных элементов силы притяжения к ядру дополнительного электрона оказываются большими, чем силы отталкивания между дополнительным электроном и электронной оболочкой атома. [c.35] Присоединение последующих электронов, т. е. двух, трех элект-рэнов и более к атому, согласно квантовомеханическим расчетам, невозможно. Поэтому одноатомные (простые) многозарядные анионы (() , 5 , в свободном состоянии существовать не могут. [c.36] Строго говоря, элементу нельзя приписать постоянную электроотрицательность. Она зависит от многих факторов, в частности от валентного состояния элемента, типа соединения, в которое он входит, н пр. Тем не менее эго понятие полезно для качественного объяснения свойств химической связи и соединений. [c.37] Вернуться к основной статье