Стр. 133 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
131
d - 4-й энергетический уровень
- 3-й энергетический уровень
- 2-й энергетический уровень
p - 1-й энергетический уровень
s
а
-1
Е,эВ
4р
-10 4s 4s
3d 3d
3p 3p
-100 3s 3s
-1000 2p 2p
2s 2s
-10000 1s 1s
Атом Сu Кристалл Сu
б в
Рис. 5.6. Электронная конфигурация невозбужденного атома меди (а)
и энергетические уровни электронов в атоме (б) и кристалле Сu (в )
Подуровни 3р и 3s и остальные нижележащие подуровни в изолирован-
ном атоме и атоме в кристаллической решетке совершенно одинаковы, поду-
ровни 3d и 4s у атомов в кристаллической решетке перекрываются, образуя
зону. Атом Сu имеет только один валентный электрон, и валентная 4s-зона, за-
полнена наполовину. В результате перекрывания 4s-зоны с 3 d-зоной 4s-зона
может принимать с 3d-зоны дополнительные электроны.
Из рисунка видно, что 3d-подуровень, даже заполненный полностью, в
кристалле нельзя рассматривать как внутренний энергетический подуровень, не
участвующий в образовании химических связей [35].
За счет внешних s- и р-орбиталей атомы не могут быть более чем четы-
рехвалентны. Валентность выше четырех может проявляться только при уча-
стии d- или f-орбиталей. Следовательно, возникновение устойчивого
валентного состояния атома выше, чем четыре, можно ожидать только для
элементов, начиная с III периода Периодической системы элементов.
Особенно большие возможности для проявления различных валентностей
имеются у переходных металлов. Близость по энергиям ns-, np- и (n-1)d-
орбиталей делает принципиально возможным участие всех девяти орбиталей
(sp 3d5 ) в образовании химических связей.