Основы химии
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
?руктурой s2p3 (N, P, As). Это служит дополнительным доказательством повышенной устойчивости указанных конфигураций.
Изменение сродства к электрону в ряду d-элементов покажем на примере d-элементов 4-го периода.
ScTiVCrMnFeCoNiCuZnЕ ЭВ/атом0,400,150,650,851,200,10,701,101,400,9электронная конфигурацияs2d1s2d2s2d3s1d5s2d5s2d6s2d7s2d8s1d10s2d10Здесь тоже устойчивые конфигурации s2d5, s2d10 имеют отрицательное значение сродства к электрону. Принцип изменения сродства к электрону в ряде d-элементов такой же как у ряда s- и p-элементов.
Еще раз обратимся к характеру изменения Е в группах. Из данных, приведенных для галогенов, видно, что величина сродства к электрону у фтора (3,6) меньше, чем у хлора (3,8). Такую аномалию можно объяснить отталкиванием электрона в плотно заполненном 2р-подуровне. Такие аномалии встречаются у элементов других групп.
3.4.5. Изменение электроотрицательности.
Для того, чтобы решить вопрос: атом данного элемента легче теряет или присоединяет электрон необходимо учесть энергию ионизации I и сродство к электрону Е. Сумму энергии ионизации и сродства к электрону называют электроотрицательностью (ЭО). Например, для нахождения электроотрицательности атома фтора (ЭОF) необходимо суммировать его энергию ионизации (IF) и сродство к электрону (ЕF).
ЭОF= IF + ЕF =1736,36+339,74=2076,2 кДж/моль
Электроотрицательность измеряется в тех же единицах, что и энергия ионизации: кДж/моль или ЭВ/атом.
Однако для удобства применения вместо абсолютных значений электроотрицательности (кДж/моль или ЭВ/атом) используют значения относительной электроотрицательности (ОЭО или S). За единицу относительной электроотрицательности принята электроотрицательность атома лития.
ОЭО=ЭОLi=ILi+ELi=S
Cоответственно определены величины ОЭО всех элементов. Их значения приведены в таблице 3.4.
Характер изменения относительной электроотрицательности элементов рассмотрен на примере элементов второго периода и главной подгруппы первой группы. (рис.2.6)
Можно сделать следующий вывод: чем меньше радиус атома, тем больше значение электроотрицательности.
Электроотрицательностью называют свойство атома притягивать к себе электроны.
Наименьшим значением электроотрицательности обладают s-элементы, поэтому щелочные металлы легко отдают электроны. Их можно назвать наиболее электроположительными элементами. В противоположность щелочным металлам, галогены имеют большую электроотрицательность, поэтому они легко притягивают к себе электроны и с большим трудом отдают их.
Li Be B C N O F
1 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Na 0,97
K 0,91Увеличение S
Rb 0,89
Cs 0,86
Fr 0,7рис. 3.6.
Наименьшим значением S обладает Fr(0,7) а наибольшим значением S обладает F(4,0). Понятие электроотрицательности служит также мерой относительной способности атомов в молекуле притягивать к себе электроны или оттягивать на себя электронную плотность.
По возрастающей величине относительной электроотрицательности неметаллы можно расположить в следующий ряд:
SiAtВTePHAsISScCBrClNOF1,741,92,012,012,062,12,22,212,442,482,52,742,833,073,54,0Как видно из приведенного каждый элемент в этом ряду обладает большей электроотрицательностью, чем элемент находящийся левее его.
3.4.6. Характер изменения валентности элементов.
Валентностью называют свойство атомов данного элемента образовывать химические связи с атомами других элементов.
Валентность элементов обеспечивается так называемыми валентными электронами. Валентными называются такие электроны данного элемента, которые образуют химические связи с атомами других элементов. Величина валентности атома данного элемента определяется числом неспаренных электронов, а также числом электронов, которые имеют возможность распариваться при незначительной затрате энергии.
У s-элементов валентными являются электроны s-подуровня внешнего квантового уровня. Например у атома магния с электронной структурой 1s22s22p63s23p0 валентными являются электроны 3s2. Они могут распариваться с переходом одного электрона с 3s-подуровня на подуровень 3p. В возбужденном состоянии электронная структура магния будет 1s22s22p63s13p1.
У р-элементов валентные электроны расположены на s- и p-подуровнях внешнего квантового уровня.
Так у атома алюминия с электронной структурой 1s22s22p63s23p1 валентными являются 3s23p1-электроны. Причем один электрон с 3s-подуровня легко переходит на 3p-подуровень, образуется три неспаренных электрона. Поэтому алюминий трехвалентный элемент.
У d-элементов валентными являются электроны расположенные на s-подуровне внешнего уровня и d-подуровне (предпоследнего) квантового уровня. Например, атом титана имеет электронную структуру 1s22s22p63s23p64s23d2. Валентными для титана будут электроны 4s23d2. В результате распаривания электронов 4s-подуровня получается четыре неспаренных электрона, которые и обеспечивают титану валентность четыре.
У f-элементов валентные электроны на s-подуровне внешнего уровня и f- подуровне предвнешнего (предпредпоследнего), т.е. третьего от вне квантового уровня.
Как правило, высшая валентность s- и p-элементов равна номеру группы, за исключением нескольких элементов второго периода (N, O, F). На примере s- и p-элементов третьего периода можно показать, что высшая валентность элемента равна номеру группы (табл.3.5.)
ЭлементNaMgAlSiPSClНомер группыIIIIIIIVVVIVIIВалентные
электроны
в невозбуж-
денном
состоянии3s
3s2
3s23p1
3s23p2
3s23p3
3s23p4
3s23p5Расположе?/p>