Особенности заполнения внутренних электронных оболочек у элементов с номера 20 по 30Разгадка этой головоломки в конце концов нашлась в результате поправок, сделанных в схеме заполнения электронных оболочек Льюиса—Лэнгмюра. В 1921 году Ч.Р. Бари предположил, что количество электронов на оболочке не обязательно должно ограничиваться цифрой 8. Хотя восемь электронов и обеспечивают стабильность внешней оболочки, однако на внутренней оболочке может располагаться и больше электронов, если их нет на внешней. По мере заполнения одного электронного слоя за другим на внутренних оболочках могут собираться дополнительные электроны, причем каждая следующая оболочка имеет большую емкость, чем предыдущая. Так, максимальная емкость К-оболочки составляет 2 электрона, L-оболочки — 8, М-оболочки — 18, N-оболочки — 32, и т.д. — шаг за шагом в соответствии с квадратичной зависимостью: 2 х 1, 2 х 4, 2 х 9, 2 х 16...Эта идея получила однозначное подтверждение в ходе подробного исследования спектров элементов. Датский физик Нильс Бор показал, что каждая электронная оболочка состоит из набоpa немного отличающихся энергетических подуровней. С каждой следующей оболочкой такое расщепление постепенно возрастает, приводя в конце концов к их перекрытию. Например, верхний подуровень внутренней М-оболочки может оказаться существенно выше по энергии, то есть дальше от центра, чем самый нижний подуровень внешней N-оболочки. Как следствие, может начаться заполнение нижнего подуровня N-оболочки вместо верхнего подуровня М-оболочки. Поясним сказанное примером. Согласно теории, М-оболочка разделена на три подуровня, емкость которых 2, 6 и 10 электронов соответственно, что в сумме составляет 18 электронов. У аргона, имеющего 8 электронов на М-оболочке, заполнено лишь два первых подуровня. Фактически третий — самый внешний — подуровень той же М-оболочки некоторое время остается пустым, и у следующего за аргоном калия начинается заполнение лежащего ниже подуровня N-оболочки. В результате калий, имеющий 1 электрон на N-уровне, имеет сходство с натрием, у которого на внешней М-оболочке тоже 1 электрон. У кальция (номер 20) уже 2 электрона на той же N-оболочке, что делает его «родственником» магния, также имеющего пару внешних электронов. Но теперь нижний подуровень N-оболочки, способный удержать лишь 2 электрона, окончательно заполнен. И у следующих элементов электроны начинают размещаться на внешнем подуровне внутренней М-оболочки, который до этого момента пустовал. Этот процесс начинается со скандия (номер 21) и завершается цинком (номер 30), у которого внешний подуровень М-оболочки полностью заполнен 10 возможными электронами. В атоме цинка 30 электронов распределены таким образом: 2 — на К-оболочке, 8 — на L-оболочке, 18 — на М-оболочке и 2 — на N-уровне. С этого момента возобновляется заполнение внешней N-оболочки, и у галлия (номер 31) появляется три внешних электрона, что определяет его сходство с алюминием (номер 13). Суть заключается в том, что элементы с номера 21 по номер 30, у которых происходит последовательное заполнение временно вакантного подуровня, являются «переходными элементами». Отметим, что кальций похож на магний, а галлий — на алюминий. При этом магний соседствует в таблице с алюминием (номера 12 и 13), а кальций (номер 20) и галлий (номер 30) находятся далеко друг от друга. Между ними располагаются те самые переходные элементы, которые придают периодической таблице более сложный вид. N-оболочка более вместительна, чем М-оболочка, и разделена на 4 энергетических подуровня, на которых может размещаться 2, 6, 10 и 14 электронов соответственно. У криптона (номер 36) заполнены два внутренних подуровня N-оболочки, выше которых расположен нижний подуровень следующей, О-оболочки, его заполнение начинается до «заселения» более высоких двух верхних подуровней. L-оболочка электронов Длины испускаемых электромагнитых волн были увязаны с электронной структурой атомов Инертны ли на самом деле инертные газы Как инертные газы стали наименоваться благородными Катодные лучи оказались пучком электронов Количество электронов в атоме соответствует его порядковому номеру в периодической системе Концепция Лэнгмюра и Льиса живет и побеждает Концепция подобия химических свойств элементов в зависимости от их электронной структуры М-оболочка Особенности заполнения внутренних электронных оболочек у элементов с номера 20 по 30 Особенности строения электронных оболочек атомов гелия и лития Открытие катодных лучей Получение соединений инертных газов радон и ксенон Принцип Паули и расположение электронов по орбитам Распределение электронов по оболочкам и особенности электромагнитых излучений атомов Фотоэффект Химия тяжелых металлов Электроны располагаются во внешней сфере атома |
|
Разное |
|
|