Стр. 131 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

129

вмещающая до восьми электронов (2 – электрона 3

s-

орбитали и 6 электронов

3

p

-орбитали). Эта зона в кристалле натрия заполнена одним электроном, а по-

скольку в объемноцентрированном кристалле Na каждый атом связан с восе-

мью соседними атомами натрия (рис. 5.2), то оказываются занятыми 1/8

состояний, которые и связывают соседние атомы металла. Эти занятые состоя-

ния формируют валентную зону кристалла.

Е

3

p

3

s

2

p

2

s

1

s

r

, A

o

Рис. 5.4. Энергетические уровни в кристалле натрия

Переходные металлы

Атомы переходных металлов характеризуются существованием внутрен-

них незаполненных электронных уровней. Для всех этих элементов свободные

атомы имеют в основном состоянии на внешней

s-

орбитали два электрона, ко-

торые могут переходить на

d

-уровень: например, хром 3

d

5

4

s

1

,

медь 3

d

10

4

s

1

,

пал-

ладий 4

d

10

5

s

0

, платина 5

d

9

6

s

1

.

Таким образом, наблюдается «конкуренция» между

d-

и

s-

орбиталями.

Эти переходы объясняются незначительными энергетическими различиями

между отдельными состояниями и смешиванием

d-

и

s-

орбиталей (см. рис. 5.4).

Так, на переход 4

d

10

→ 4

d

9

5

s

1

в атоме палладия затрачивается всего

78,2 кДж/моль.

При образовании кристаллической решетки, состоящей из атомов метал-

ла, квантовые состояния дискретных уровней, наиболее удаленных от ядра, ис-

пытывают заметные изменения. Внешние

s-

,

р- и d-

электроны ведут себя не

так, как в изолированных атомах

.

Они образуют в первом приближении единую

электронную систему, обладающую квантовыми состояниями с постоянными

энергетическими зонами.