Стр. 39 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
37
очень близки, поскольку идет заполнение глубоко лежащего (n – 2)f-подуровня.
Общая формула лантаноидов 4f 2–145d 0–16s 2.
Ионы 4 f-элементов образуются следующим образом. В начале снимаются
s-электроны внешнего уровня, а только затем f-электроны:
После 4f-элементов заполняются 5d- и 6p-орбитали.
Седьмой период отчасти повторяет шестой; 5f-элементы называются ак-
тиноидами. Их общая формула 5f 2–146d 0–17s2 . Далее следуют еще несколько ис-
кусственно полученых 6d-элементов незавершенного седьмого периода.
Для лантаноидов и актиноидов проявляется следующая особенность:
Как только появляется первый электрон на предвнешнем (n-1)d-подуровне
(57La - 5 d1 6s2 ), энергия этого подуровня становится выше (n-2)f-подуровня и у сле-
дующего за ним элемента 58Се электронная конфигурация выглядит уже по дру-
гому 4f 2 6s2 . С этого момента 4f-орбиталь заполняется электронами обычным
порядком вплоть до Eu (4f 76s2). У гадолиния Gd наблюдается заполнение элек-
троном 5d-орбитали, что связано с максимальной величиной суммарного спина и,
следовательно, большей устойчивостью атома 4f 75d 16s 2 (Σs = 8). В ряду 65Tb –
70Yb, согласно правилу Клечковского, 5d1 электронуходитна 4f-подуровень и у
Tb имеем 4f 96s2 конфигурацию. Далее заполнение идет как обычно вплоть до Yb
- 4f 146s2. Следующий за Yb лютеций 71Lu тоже имеет полностью заполненный
4f-подуровень (4f145d16s2). Только после этого становится возможным дальнейшее
заполнение электронами 5d-подуровня.
У актиноидов проскоки электрона наблюдаются после тория (6d27s2), у
протактиния Ра (5f 26d17s2), после америция (5f 77s2) у кюрия (5f 76d17s2)
(Σs = 8) и берклия (5f 86d17s2) (Σs = 7), за которым следует калифорний (5f
107s2).
Периодичность проявляется не только в строении атома и их химических
свойствах, но и у таких величин, как атомный радиус и энергия ионизации.
Атомный радиус [19]. Вследствие волнового характера движения элек-
тронов атом не имеет строго определенных границ. За радиус свободного атома
принимают положение главного максимума плотности внешних электронных
оболочек. Это так называемый орбитальный радиус .
При изучении строения молекул и кристаллов атомы и ионы можно рас-
сматривать как имеющие некий эффективный радиус, зависящий от типа хими-
ческой связи. По этой причине атомные радиусы подразделяют на радиусы
атомов металлов, ковалентные радиусы неметаллических элементов и радиусы
атомов благородных газов.
Радиусы атомов металлов. В настоящее время структуры большинства
металлов хорошо известны. Разделив пополам расстояние между центрами лю-