Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 32
 
djvu / html
 

490
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
химия, природе. Оказалось, что в этой части системы, начиная с церия, очередные электроны атомов входят в глубинный слои четвёртого энер-гетич. уровня (я=4), образуя подгруппу 4/, к-рая может содержать до 14 электронов и заканчивается формированием у лютеция (табл. 5). Два элек-
Т а б л. 5.—Строение в л е ктронных'о б о л оче к атомов редкоаемельных элементов.
Уровни энергии и группы электронов
в атомах *
Атомный Знак
п=4 71=5 п=6
номер Z элемента
N 0 Р
а Р d / в Р d 8
21 So 2
39 Y 2 6 1 2
57 La 2 6 10 2 6 1 2
58 Се 2 6 10 2 2 6 2
59 Рг 2 6 10 3 2 6 2
60 Nd 2 6 10 4 2 6 2
61 Pm 2 6 10 5 2 6 2
62 Sm 2 6 10 6 2 6 2
63 Eu 2 6 10 7 2 6 2
64 Gd 2 6 10 7 2 6 1 2
65 Tb 2 6 10 9 2 6 2
66 Dy 2 6 10 10 2 6 2
67 Ho 2 6 10 11 2 6 2
68 Er 2 6 10 12 2 6 2
69 Tu 2 6 10 13 2 6 2
70 Yb 2 6 10 14 2 6 2
71 Lu 2 6 10 14 2 6 1 2
» Число и распределение электронов в слоях К (п=1), L (п—2) и М (и — 3) для всех элементов, начиная с Y одина-коьое (Is* 4s'' 2р' 3s3 Зр" 3d °) и поэтому не помещено в таО-лице. В атоме скандия элеьтроны располагаются следующим образом: is* 2ss 2р« За" Зр' 3d'» 4а2.
трона подгруппы 6s и один электрон из подгрупп 5d или 4/ являются у лантаноидов электронами валентности, и поэтому они, подобно лантану, все являются трехвалентными элементами. В настоящее время принято считать, что лантаноиды вместе с лантаном занимают одно место; для более удобного рассмотрения их обычно выносят вниз, под таблицу (см. рис. 3).
При начале формирования 4/-подгруппы образующие её электроны связаны не очень прочно. Вследствие этого церий, празеодим и отчасти неодим способны образовать соединения, в к-рых они четырёхвалентны. Затем возрастающий заряд ядра укрепляет структуру рассматриваемой оболочки, к-рая, повидимому, заполняется в два приёма, образуя слои, состоящие каждый из 7 электронов. Поэтому способность к образованию соединений высшей валентности проявляет также тербий, у к-рого начинается заполнение второго слоя. С открытием трансурановых элементов (см.) возникла вторая группировка, сходная с лантаноидами,— группа актиноидов, следующих за актинием. Действительно, в VII периоде, начиная с тория или протактиния, повидимому, происходит заполнение нового глубинного слоя электронов 5/, хотя вопрос о порядке этого заполнения нельзя считать окончательно решённым (см. Атом). Подобно лантаноидам, нептуний и плутоний, а в особенности элементы, следующие за плутонием,— америций, кюрий и др., показывают склонность к проявлению низшей валентности, в частности равной 3. Однако торий, протактиний (экатантал) и уран соответствуют по свойствам тем группам периодич. системы, в к-рые их поместил Менделеев. Нептуний и плутоний легко переходят в шестивалентное состояние, проявляя
сходство с ураном. Получены соединения шестивалентного америция. В то же время формальные аналоги плутония и америция — самарий и европий — не проявляют валентности выше 3. Повидимому, глубинные электроны, образующие в случае актиноидов подгруппу 5/, менее прочно связаны, чем электроны 4/-подгруппы лантаноидов. Таким образом, несмотря на возможную формальную аналогию строения атомов лантаноидов и актиноидов, полной химич. аналогии между ними не имеется. Химия трансурановых элементов представляет поэтому большой интерес для дальнейшего развития периодич. закона и его применений.
О строении электронных оболочек атомов, а также о природе химич. связи более подробно см. в статьях: Атом, Химическая связь, Элементы химические.
IV. Современное содержание и развитие периодической системы.
Периодич. система, оформленная в виде таблицы, делится на 7 периодов; I период состоит из 2 элементов (Н, Не); два малых периода, II и III, содержат по 8 элементов (Li—Ne и Na—Ar); три больших периода, из них два, IV и V, содержат по 18 элементов (К—Кг и Rb—Хе) и один, VI, период — 32 элемента (Cs—Rn). Кроме того, имеется незавершённый большой период, VII, начинающийся с Fr. При расположении элементов каждого периода в один ряд образуется длинная форма таблицы, к-рон пользовался Менделеев (наряду с короткой) и к-рая применяется также и теперь, один из вариантов её представлен на рис. 5. В современной литературе более распространена короткая таблица; она составлена таким образом, что большие периоды (IV, V, VI) разделены каждый на 2 части (2 ряда). В результате такого расположения образуется 10 рядов по горизонтали и 9 групп по вертикали (I—VIII и нулевая). Около каждого химич. знака указывают атомный вес и порядковый номер элемента. Лишь в I и II периодах число элементов равняется полному числу состояний соответствующих электронных оболочек. В последующих периодах число элементов отстаёт от максимального числа электронов, к-рое может находиться на эиергстич. уровнях, начинающих заполняться в данном периоде. Советский химик А. Ф. Капустинский (1951) предложил эмпирич. формулу для определения числа элементов ./V в каждом периоде: N = 2п\, где га, — номер периода по порядку, от начала системы Менделеева, причём нумерация по /г, производится отдельно для чётных и нечётных периодов (rat=l для нулевого и первого периодов, пг=2 для ьторого и третьего периодов и т. д.). Этим путём можно объяснить наличие двух периодов по 8 элементов, двух периодов по 18 элементов и т. д. В последнее время некоторыми исследователями предлагается введение в периодич. систему нулевого периода (нейтрон, электрон).
Совокупность элементов, возглавляемых элементами малых периодов, иногда называют главными подгруппами. В таком случае остальные подгруппы элементов больших периодов называются побочными. Указанные подгруппы помещают к разным сторонам клеток в таблице. Водород занимает особое положение в периодич. системе. Находясь в I периоде, он одновременно проявляет в нек-рых отношениях сходство с щелочными элементами, в других — с галогенами. Его с равными основаниями можно отнести и к I и к VII группам. Иногда знак водорода помещают в обе эти группы, причём в од-

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640


Большая Советская Энциклопедия Второе издание