Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка):
в) заполнение электронами энергетических состояний в атоме должно происходить в соответствии с принципом Паули (п. 1°).
6°. Электронным слоем называется совокупность электронных состояний в атоме с одинаковым значением главного квантового числа п (VI.2.1.30). Различаются следующие электронные слои (таблица VI.2.1): К при п = I, L при п = 2, M при п = 3, N при п — 4 и т. д.
Внутри электронного слоя электроны распределяются по оболочкам, каждая из которых соответствует своему значению орбитального квантового числа I (VI.2.1.80).
§ VI.2.3. ПРИНЦИП ПАУЛИ. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
559
7°. Порядок заполнения электронами в атомах энергетических состояний в слоях, а в пределах одного слоя — в оболочках должен соответствовать последовательности расположения энергетических уровней с данными п и I и принципу Паули (п. 5°). Для легких атомов этот порядок соответствует тому, что сначала заполняется слой с меньшим значением п и лишь затем должен заполняться электронами следующий слой. Внутри Данного слоя вначале заполняются состояния с I = 0, а затем состояния с большими Z, вплоть до I = п - 1.
Подобная идеальная периодическая система элементов имела бы строение и число элементов в одном периоде (длины периодов), соответствующие таблице VI.2.1.
8°. Нарушения указанного в п. 7° порядка начинаются с калия (Z = 19) и объясняются следующим образом. Взаимодействие между электронами в атоме приводит при достаточно больших главных квантовых числах п к тому, что состояния с большим Tl и меньшими I могут иметь меньшую энергию, т. е. быть энергетически более выгодными, чем состояния с меньшим Tl, HO с большим I. В результате имеются химические элементы с недостроенными предыдущими слоями, у которых застраиваются последующие. Химические элементы, у которых происходит достройка предыдущих слоев при уже частично заполненных последующих оболочках, называются переход-ными элементами.
9°. Внешними (валентными) электронами атома называются электроны данного атома, которые в слое с наибольшим значением п входят в состав s- и р-оболочек, т. е. имеют I = О или Z = I (VI.2.1.9°). Этими электронами определяются химические и оптические свойства атомов (см. также 111.7.3.1°). Общее число электронов в S- и р-подгруппе равно 8 (таблица
VI.2.1). В основе большинства химических реакций лежит отдача или присоединение внешних (валентных) электронов. Если у атома имеется менее чем наполовину занятая (s + ^-оболочка состояний, то для него теоретически выгодна отдача валентных электронов. В противоположном случае, когда (s + р)-оболочка у атома более чем наполовину занята электронами, более выгодным энергетически оказывается присоединение к такому атому электронов от других атомов в процессе химических реакций.
560 ГЛ. VI.2. АТОМЫ, МОЛЕКУЛЫ, ИХ ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
JПериод Ряд ГРУППЫ
I II III IV V
I 1 H 1 1,00794 Is1 Водород 1
II 2 Li 3 6,94х 2s1 і Литий 2 Be 4 9,01218 2s2 2 Берилий 2 В 5 10,81 2P1 s Бор 2 С 6 12,011 2рг 4 Углерод 2 N 7 14,0067 2р3 5 Азот 2
III 3 Na И 22,98977 3s1 ? Натрий 2 Mg 12 24,305 3s2 1 Магний 2 Al із 26,98154 Зр1 1 Алюминий 2 Si 14 28,085s 3P2 I Кремний 2 P 15 30,97376 Зр3 і Фосфор 2
IV 4 К 19 39|098g j 4s1 I Калий 2 Ca 20 40,08 4s2 § Кальций 2 21 SC 44,9559 1 3d'4s2 2 Скандий 22 Ti 2 47,90 Ч 3d24s2 2 Титан 23 V 2 50,9415 1J 3d34s2 2 Ванадий
5 29 CU 63,54в 1I 3d104s1 2 Медь 30 Zn 2 65,38 Ч 4я2 2 Цинк Ga зі 69,72 а 4Р1 Ч Галлий 2 Ge 32 72,59 4р2 Ч Германий 2 As 33 74,9216 4р3 Ч Мышьяк 2
V 6 Rb 37 85,467в і 5s1 Ч Рубидий 2 Sr 38 87,62 г 5s2 Ч Стронций 2 39 Y 2 88,9059 Ч 4(^582 2 Иттрий 40 Zr to , ,91’22 1I 4d25S2 2 Цирконий 41 Nb 1 92,9064 Ч 4^531 2 Ниобий
7 47 Ag 107,8682 1I Ss1 2 Серебро 48 Cd it “Ml Ч Ss2 2 Кадмий In 49 114,82 ,8 Sp1 Ч Индий 2 Sn 50 И8,60 J Sp2 Ч Олово 2 Sb 51 121,75 J Bp3 Ч Сурьма 2
VI 8 Cs 55 132,9054 J 6s1 Ч Цезий 2 Ba 56 137,33 J 6*2 Ч Барий 2 57 71 La-Lu * 72 Hf ІІ 178,49 Ч 5dz6s2 2 Гафний 73 Ta 11 180,947д Ч 5d86s2 2 Тантал
9 j 79 AU Il 196,9665 Ч 5d106s1 2 Золото 2 80 Hg lg 200,50 Ч 6s1 г Ртуть Tl 81 204,37 lg бр1 ч Таллий 2 Pb 82 4 207,2 1| 6р2 ч Свинец 2 Bi 83 208,9804 1| 6р3 ч Висмут 2
VII 10 Fr 87 j [223] и 7sl Ч Франций 2 Ra 88 г 226,0254 1| 7sz Ч Радий 2 89 103 Ac-(Lr) ** 2 104 10 Il I261I Ч 6dz7s2 г 2 105 it , I2611 ч 6d 7s г
і! 2 57 La lg 138,905 18 SdW 2 Лантан 2 58 Ce 2§ 140,12 18 4/Ч.2 2 Церий 2 59 Pr 2f 140,9077 Ч 2 Празеодим 2 60 Nd 22 144,24 Ч 4/*«»' 2 Неодим г 61 Pm 2І [145] 18 4/'в.2 S Прометей г62 Sm 2І 150,4 Ч 4/'а.г 2 Самарий г 63 Eu 2І 151,96 1| 4/?.2 I Европий
if 1 89 Ac з! [227] 1| BdW 2 Актиний 10 90 Th 11 232,0381 1| 6d*7e® 2 Торий 191 Pa §g 231,0359 18 SfaBd2Va2 !Протактиний 192 U Ii 238,029 1| Sfed17а2 S Уран 2 93 Np Il 237,0482 1I ЬГ*Ых7ш* г Нептуний 194 Pu У [244] 1| 5/»7.! 2 Плутоний 195 Am 11 [243] Ч SZ7T.2 2 Амернций
§ VI.2.3. ПРИНЦИП ПАУЛИ. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 561
ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
