Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Вьюник. Лекция № 8

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
568 Кб
Скачать
☆

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Перiодичнiсть властивостей хiмiчних

елементiв

В‘юник I. М.

Хiмiчний факультет

Харкiвський нацiональний унiверситет iменi В.Н. Каразiна

Кафедра неорганiчної хiмiї

1/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Перiодична система – графiчне зображення Перiодичного закону

Оскiльки Перiодична система є графiком на площинi, вона повина вiдображувати закономiрностi змiни властивостей по вертикалi та горизонталi.

Перiодичнiсть накопичення e¯ бiля ядра обумовлює перiодичнiсть в змiнi властивостей елементiв.

Перiодично змiнюються: валентнiсть, rат, riон, окисно-вiдновнi властивостi, I1, спорiдненiсть до електрона, Tпл , Tкип, атомнi об‘єми i т.iнш.

2/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Атомний об‘єм

Атомний об‘єм. Вперше на перiодичну змiну атомного об‘єму в залежностi вiд маси вказав Майєр.

Оскiльки структура електронної оболонки змiнюється перiодично в Перiодичнiй системi, то i атомнi об‘єми змiнюються перiодично.

На кривiй залежностi атомного об‘єму вiд заряду ядра (Z) видно рiзко вираженi максимуми, що вiдповiдають лужним металам, дещо меншi атомнi об‘єми мають iнертнi гази i s-елементи 2-ої групи.

Найменшi атомнi об‘єми мають елементи середини перiодiв i перехiднi метали.

3/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Атомний об‘єм

Cs

Vат

 

 

 

70

 

 

Rb

 

 

 

60

 

 

K

 

 

 

50

Na

 

 

 

 

 

40

 

 

 

30

Li

 

 

20

N F

P

Se

10

O Ne

 

S

 

 

 

Z

Залежiсть атомного об‘єму вiд Z.

4/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Атомний об‘єм

Слiд замiтити, що при переходi вiд N до O i вiд P до S атомнi об‘єми зменшуються. Поява першої пари e¯ веде до

зменшення rат.

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

5/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Атомнi та iоннi радiуси

Атомнi та iоннi радiуси. Внаслiдок хвильового характеру руху e¯ не має строго визначенних меж, тобто вимiряти абсолютнi розмiри атомiв неможливо.

Як радiус атома можна приняти теоретично розраховане положення головного максимуму густини зовнiшнiх електронних хмаринок, так званий орбiтальний радiус.

r¯= a

Z2

 

3

−

l(l + 1)

 

2

 

2

 

n

2

 

2n

Практично мають справу з ефективними радiусами, якi визначають при вивченi структури кристалiв i молекул. Щоб обчислити ефективний радiус припускають, що атом має форму шара (кулi): атоми в кристалi торкаються один одного сферами.

6/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Атомнi та iоннi радiуси

Вiдстань мiж двома сусiднiми атомами в кристалiчнiй гратцiстала кристалiчної гратки (d,l). Для простої речовини

d

rеф = 2.

Для складної речовини d = r‘

+ r” .

d

 

еф

еф

 

Користуючись цими даними i величинами d для кристалiчних граток фторидiв i оксидiв можливо обчислити радiуси рiзних iонiв.

Стала кристалiчної гратки (d) приймає рiзнi значення в залежностi вiд природи зв‘язку: iонний, ковалентний, металiчний,вандерваальсiвський.

Звiдси рiзними будуть i радiуси: iоннi, ковалентнi, металiчнi, вандерваальсiвськi. rнегат.iон > rат > rпоз.iон

7/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Атомнi та iоннi радiуси

Аналогiчно атомним об‘ємам rат i riон. iз збiльшенням Z змiнюються перiодично (максимальнi значення для лужних металiв).

В перiодах iз збiльшенням заряда ядра при однаковому числi електронних рiвнiв rат зменшуються. У великих перiодах в сiдловинах розмiщуються d-елементи, радiуси яких мало вiдрiзняються один вiд iншого, внаслiдок забудови внутрiшнього d-пiдрiвня.

У межах родин d- i f - елементiв у великих перiодах спостерiгається бiльш пологе зменшення радiусiв. Це зменшення називається d−,f − стисненням (лантаноїдна, актиноїдна контракцiя).

Зменшення радiусiв зв‘язано iз збiльшенням заряда ядра, а число e¯ на зовнiшньому шарi d-елементiв одне i теж.

8/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Атомнi та iоннi радiуси

В групах rат i riон, в загальному, збiльшуються для s- i p- елементiв в бiльшiй мiрi, нiж для d- елементiв.

Елемент

◦

Елемент

◦

r,A

r, A

 

 

 

 

As

1.48

V

1.34

 

 

 

 

Sb

1.61

Nb

1.45

 

 

 

 

Bi

1.82

Ta

1.46

 

 

 

 

Збiльшення радiуса при переходi вiд 5-го до 6-го перiоду компенсується f − стисненням.

9/31

Атомний об‘єм

Атомнi та iоннi радiуси

Iонiзацiйний потенцiал

Спорiдненiсть до електрона

Перiодичнiсть

Iонiзацiйний потенцiал

Iонiзацiйний потенцiал. Як вiдомо хiмiчнi властивостi елемента, його природа обумовлюються можливiстю його атома втрачати або приєднувати e¯. Цю здатнiсть кiлькiсно можна оцiнити величинами I1 або Eсп вiдповiдно.

I називається кiлькiсть енергiї, яку потрiбно затратити, щоб вiдiрвати e¯ вiд незбудженого атома, iона або молекули: A + I1 <=> A+ + e¯.

Енергiю iонiзацiї виражають в Кдж/моль, або в eB/атом, eB-електрон-вольт (1 еВ/моль = 96.14 Кдж/моль; 1 еВ/атом = 1.6·10−22Кдж/моль).

Це мiра, яка визначає здатнiсть атома до утворення позитивно зарядженого iона. Мiрою енергiї iонiзацiї є потенцiал iонiзацiї.

10/31