Стр. 130 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
128
Рис. 5.3. Число связывающих (1) и несвязывающих (2) электронов
в металлах IV периода; Крив. (3) – избыток связывающих электронов
По данным Полинга, число связующих и атомных электронов, а также их
разность зависят от числа валентных электронов для металлов IV периода [31,
32] и меняются в соответствии с данными, представленными на рис. 5.3.
Из рис. 5.3 видно, что число связующих электронов линейно возрастает с
ростом числа валентных электронов от К до Cr и далее вплоть до Ni остается
постоянным и равным 6. Начиная с Mn, линейно растет и число несвязываю-
щих электронов, которые в методе МО ЛКАО следует интерпретировать как
разрыхляющие. Кривая 3 отражает избыток связывающих электронов в атомах
металлов IV группы, которых, как видно, больше всех у Cr.
5.2. Зонная теория
По этой теории при сближении атомов металлических элементов на рас-
стояния образования твердого состояния энергия внутренних электронов оста-
ется такой же, как и у свободных атомов, соответствующей разрешенным
уровням энергии.
Энергетические состояния валентных (внешних) электронов под действи-
ем полей соседних атомов не остаются неизменными, а расщепляются в зоны,
которые могут перекрываться. На рис. 5.4 приведена схема энергетических
уровней для металлического натрия. Пунктирная линия на рисунке показывает
расстояние между атомами в кристалле натрия. Как видно, на расстояниях дли-
ны связи энергия внутренних электронов (1s, 2 s и 2р) остается на уровне изо-
лированного атома, а внешние 3s и 3p – расщепляются, образуя зоны, которые
перекрываются между собой так, что при этом исчезают различия между энер-
гиями 3s и 3p-состояний. В результате получается полоса или зона энергий,
0
1
2
3
4
5
6
7
1
К
2
Са
3
Sr
4
Ti
5
V
6
Cr
7
Mn
8
Fe
9
Co
10
Ni
11
N s+d
N
1
2
3