Строение атома. Периодическая система элементов

© Негребецкий 2008 – 2010
Лекция № 1
Строение атома.
Периодический закон и
периодическая система
химических элементов
Строение атома 1.1 Негребецкий © 2008 – 2010
ВАЖНЕЙШИЕ ПОНЯТИЯ
1. Строение атома. Протоны, нейтроны и электроны.
Атомная единица массы, порядковый (атомный) номер и
массовое число. Элементы и их символы.
2. Изотопы. Атомные массы и естественная усредненная
атомная масса. Энергия связи.
3. Металлы и неметаллы. Основа периодической
систематизации элементов. Периодический закон,
периодическая система.
4. Современные формы периодической таблицы. Периоды
и группы. Семейства элементов.
5. Периодичность изменения химических свойств элементов
на примере бинарных соединений с водородом и
оксидов. Кислотные, основные и амфотерные свойства.
Строение атома 1.2 Негребецкий © 2008 – 2010
Радиоактивный источник
Магнит
α-частицы
γ-лучи
β-частицы
Источник α-частиц
Детектор
Фольга
Столкновения
с экраном детектора
Экран
Рассеяние a – частиц в опытах Томпсона (а) и Резерфорда (b)
Строение атома 1.3 Негребецкий © 2008 – 2010
Протоны,
нейтроны
R = 1–2.5
ангстрем, А
R = 10–5 А
e
me= 1/1836 • mH
60 м
Строение атома 1.4 Негребецкий © 2008 – 2010
КЛАССИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ АТОМА – КВАНТОВАЯ МОДЕЛЬ БОРА
Электрон в атоме может находиться не в любых, а лишь в
некоторых устойчивых (стационарных) состояниях,
каждому из которых соответствуют определенное
значение энергии En (n = 1, 2, 3, …)
Состояние атома, способного к самопроизвольному переходу в состояние с меньшей
энергией путем самопроизвольного излучения фотонов, называется возбужденным
Переход электрона из одного стационарного состояния в другое сопровождается
излучением или поглощением кванта электромагнитного излучения (фотона, Е), частота
(u) которого определяется соотношением:
|E2 – E1| = hu (h = 6.625•10–34)
Длина волны фотонов, излучаемых или поглощаемых при переходах электронов в
hc
атоме:
λ=
E 2 - E1
En — энергия электрона в Дж, а n — порядковый номер
стационарного состояния электрона в атоме,
называемый квантовым числом.
2,176 ´ 10 -18
En = n2
Строение атома 1.5 Негребецкий © 2008 – 2010
КВАНТОВ ЫЕ ЧИСЛ А
Квантовое число — численное значение какой-либо квантованной переменной
микроскопического объекта (элементарной частицы, ядра, атома и т. д.),
характеризующее состояние частицы
Орбитальное квантовое число (l) характеризует состояние электрона в пределах
данного уровня. Соответствует номеру энергетического подуровня в пределах
энергетического уровня, определяемого главным квантовым числом.
Общее число энергетических подуровней данного уровня равно n
Магнитное квантовое число (ml) характеризует магнитный момент электрона,
обусловленный его движением в поле ядра. Для l = 0 возможно только одно значение
магнитного квантового числа (ml = 0); для следующего энергетического подуровня —
три (–1, 0 и +1) и т. д.
Спиновое квантовое число (ms) характеризует собственный момент импульса
электрона, приводящий к возникновению у последнего собственного магнитного
поля. Для электрона в атоме величина ms может принимать только два значения: +½ и
–½. Два электрона с одинаковыми значениями главного, побочного и магнитного
квантовых чисел (т. е. занимающие одну и ту же орбиталь), но с противоположными
(антипараллельными) значениями спинового квантового числа называют
спаренными, или электронной парой
Строение атома 1.6 Негребецкий © 2008 – 2010
Символ
Название
n
Главное
квантовое число
Орбитальное квантовое
число
Магнитное квантовое
число
l
ml
ms
Магнитное спиновое
квантовое число
Область
изменения
1, 2, 3, ...
0 ... n–1
(s, p, d, f, ...)
–l ... l
+1/2 или –1/2
Характеризует
Энергетический
уровень электрона или
«оболочку»
Форма орбитали
Пространственное
расположение
орбиталей
—
Квантовые числа n, l, ml и ms характеризуют состояние электрона в
атоме
Пример 1.2
Определите набор возможных
квантовых чисел для n=2
Решение
Строение атома 1.7 Негребецкий © 2008 – 2010
АТ О М Н Ы Е О Р Б И ТА Л И
Плотность вероятности, 4pr2|Y|2
Радиальное распределение плотности вероятности (Y2) для 1s-, 2s- и
3s-электронов
1s
2s
3s
r
r
r
Строение атома 1.8 Негребецкий © 2008 – 2010
ГРАНИЧНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
1s
2pz
Строение атома 1.9 Негребецкий © 2008 – 2010
У З Л О В Ы Е П О В Е Р Х Н О С Т И . Ф О Р М Ы s - , p - , d - И f - О Р Б И ТА Л Е Й
Y
Y
1s
2s
1s
r
r
Y
2p
2py
r
2px
2pz
Строение атома 1.10 Негребецкий © 2008 – 2010
Элементы III периода(d–орбитали)
3dz2
3dx2–y2
Элементы IV периода(f–орбитали)
4fz3–3zr2
4f5xz2–xr2
4fxyz
4fx3–3xy2
Строение атома 1.11 Негребецкий © 2008 – 2009
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ В АТОМАХ
Принцип запрета (В. Паули, 1925)
X
1s
Электрон 1
n=1
l=0
ml = 0
1
ms = + 2
Электрон 2
n=1
l=0
ml = 0
1
ms = + 2
Принцип наименьшей энергии
1s
Электрон 1
n=1
l=0
ml = 0
1
ms = + 2
Электрон 2
n=1
l=0
ml = 0
1
ms = – 2
Строение атома 1.12 Негребецкий © 2008 – 2010
Правила Клечковского
Правило Хунда
Пример 1.3
Определите неверную запись электронных орбиталей:
Строение атома 1.13 Негребецкий © 2008 – 2010
Гр а ф и ч е с к ие эл е к т р о н н ы е д и а г р а мм ы
E
6f
7p
6d
7s
6p
5d
6s
5p
5f
4f
4d
5s
4p
3d
4s
3p
3s
2p
2s
1s
Li
2p
2s
1s2 2s1
1s
2s
1s2 2s2 2p4
1s
3d
3d
3p
3p
3s
2p
Mg
2s
1s
O
2p
1s2 2s2 2p6 3s2
3s
2p
P
2s
1s
1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Строение атома 1.14 Негребецкий © 2008 – 2010
Правило октетов
Гилберт Льюис
1875 - 1946
ИСКЛЮЧЕНИЯ
1. Сумма валентных электронов атомов, образующих молекулу, нечетна
2. Молекула образуется за счет трехцентровых связей, например KI3. Анион иода связан с
молекулой иода трехцентровой четырехэлектронной связью. B2H6 построен за счет
образования трехцентровых двухэлектронных связей Н-В-Н
3. В образовании химических связей принимают участие d-орбитали. В этом случае правило
октетов (в пределе, т.е. в случае участия всех пяти d-орбиталей) преобразуется в правило 18электронов. (Fe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(C)8, Fe(C5H5)2 )
ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ:
Хронология Большого Взрыва
Планковская эра: 10-43 с. Планковский момент. Происходит отделение
гравитационного взаимодействия. Размер Вселенной в этот момент равен 10-35
м (т.н. Планковская длина). 10-37 с. Инфляционное расширение Вселенной.
Эра великого объединения: 10-35 с. Разделение сильного и электрослабого
взаимодействий. 10-12 с. Отделение слабого взаимодействия и окончательное
разделение взаимодействий.
Адронная эра: 10-6 с. Аннигиляция протон-антипротонных пар. Кварки и
антикварки перестают существовать, как свободные частицы.
Лептонная эра: 1 с. Формируются ядра водорода. Начинается ядерный синтез
гелия.
Эра нуклеосинтеза: 3 минуты. Вселенная состоит на 75% из водорода и на 25% из
гелия, а также следовых количеств других элементов (10–3% 2Н, 10–6% Li).
Радиационная эра: 1 неделя. К этому времени излучение термализуется.
Эра вещества: 10 тыс. лет. Вещество начинает доминировать во Вселенной. 380
тыс. лет. Ядра водорода и электроны рекомбинируют, Вселенная становится
прозрачной для излучения.
Звездная эра: 1 млрд. лет. Формирование первых галактик. 1 млрд. лет.
Образование первых звезд. 9 млрд. лет. Образование Солнечной системы. 13,5
млрд. лет. Текущий момент
Строение атома 1.15 Негребецкий © 2008 – 2009
РА С П Р О С Т РА Н Е Н Н О С Т Ь Э Л Е М Е Н Т О В В О В С Е Л Е Н Н О Й
Тонкая линия – распространенность элементов в составе
космического излучения;
Толстая линия – средняя распространенность элементов
во Вселенной
Строение атома 1.16 Негребецкий © 2008 – 2009
О С Н О В Н Ы Е Э Л Е М Е Н Т Ы , В Х О Д Я Щ И Е В С О С Т А В О Р ГА Н И З М А
Элемент
масс. доля
Элемент
масс. доля
Кислород*
63.0
Калий
0.25
Углерод*
20.0
Натрий
0.15
Водород*
10.0
Сера*
0.10
Азот*
3.0
Хлор
0.15
Кальций
1.5
Магний
0.04
Фосфор*
1.0
Железо
0.004
*Элементы – органогены:
«Металлы жизни» –
Биогенные элементы –
Макроэлементы
Микроэлементы
Строение атома 1.17 Негребецкий © 2008 – 2009
СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА. ИЗОТОПЫ
Атом —
Ядро
Атомный номер элемента
Атомная единица массы (а.е.м.) —
Относительная атомная масса (Ar) —
Относительная молекулярная масса (Mr) —
НЕКОТОРЫЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
ПРОТОНА, ЭЛЕКТРОНА И НЕЙТРОНА
Заряд, Кл
Относительный заряд
Масса покоя, кг
Относительная масса
Масса, а.е.м.
Протон
+1.602•10–19
1
1.673•10–27
1837
1.00728
Электрон
–1.602•10–19
–1
9.109•10–31
1
1.00867
Нейтрон
0
0
1.675•10–27
1839
0.000549
Строение атома 1.18 Негребецкий © 2008 – 2009
Хи м и ч ес к и й эле м е н т —
Массовое число
A
Символ элемента
Атомный номер
Z
E
59
Co
27
Атомны й номе р Z =
Массовое число А =
Пример 1.4
Каков символ и порядковый номер брома? Почему в качестве
символа брома не используется только первая буква его названия?
Какой другой элемент имеет символ В?
Решение
Строение атома 1.19 Негребецкий © 2008 – 2009
И зото п ы —
П р оти й 1 Н ( 9 9 . 9 8 4 % )
Д е й те р и й « тя же л ы й в од о р од » , 2 Н и л и D ( 0 . 0 1 5 6 % )
Тр и ти й , 3 Н и л и T ( 1 н а 1 0 1 7 а то мо в в о бр а з ц е п р и р од н о го в о д о р од а)
6
3Li
П р и р од н ые (е с те с тв е нн ы е и зото п ы ) :
7
3Li
35
17Cl
37
17Cl
63
29Cu
65
29Cu
И с к ус с тв е нн ы е и зото п ы и b - р а с п а д
238
1
U
92 + 0n
239
92U
239
93Np
239
92U
239
93Np
+ b–
239
94U
+ b–
1
0n
1
1p
+ b–
Пример 1.5
Сколько протонов, нейтронов и электронов содержится в атоме урана-238?
Решение
Строение атома 1.20 Негребецкий © 2008 – 2009
П Е Р И О Д И Ч Е С К И Й З А К О Н ( 1 8 6 9 Г. )
1. Элементы, расположенные по возрастанию их атомного веса, представляют явственную периодичность свойств;
2. Сходные по свойствам элементы имеют или близкие атомные веса (Os,
Ir, Pt), или последовательно и однообразно увеличивающиеся (K, Rb, Cs);
3. Сопоставление элементов или их групп по величине атомного веса
отвечает их т.н. валентности;
4. Элементы с малыми атомными весами имеют наиболее резко
выраженные свойства, поэтому они являются типическими элементами;
5. Величина атомного веса элемента может быть иногда исправлена, если
знать аналоги данного элемента;
6. Следует ожидать открытия ещё многих неизвестных элементов,
например, сходных с Al или Si, с паем (атомной массой) 65-75.
Строение атома 1.21 Негребецкий © 2008 – 2009
П Е Р И О Д И Ч Е С К А Я ТА Б Л И Ц А Д . И . М Е Н Д Е Л Е Е В А
1
2
3
4
6
VIII
Y
Sr
Zr
Nb
2
4.00
41
40
38
39
42
43
91.22
92.91
88.91
87.62
95.94
[98]
стронций
рубидий
цирконий
ниобий
иттрий
молибден
технеций
47
52
49
48
50
51
53
107.87
127.60
118.71
114.82
112.41
121.76
126.90
олово
сурьма
теллур
иод
индий
кадмий
серебро
57
56
72
73
55
75
74
138.91
137.33
178.49
180.95
132.91
186.21
183.84
лантан
барий
рений
тантал
вольфрам
цезий
гафний
37
85.47
Ag
Sn
In
Cd
Mo
Sb
Tc
в 1869 году
46
44
45
106.42
101.07
102.91
рутений
родий
палладий
Ru
Rh
Pd
Te
54
Xe
I 131.29
ксенон
77
76
78
La* Hf
Ba
Os
Ta
190.23 Ir 192.22 Pt 195.08
Cs
Re
W
иридий
осмий
платина
80
81
84
85
86
79
82
83
Названия элементов
At
196.97 Au 200.59 Hg 204.38 Tl 207.2 Pb 208.98 Bi [209] Po [210]
[222] Rn
и атомные массы
золото
астат
радон
таллий
свинец
висмут
полоний
ртуть
7
атомный номер
символ элемента
H
(H)
He
водород
гелий
III
V
VI
II
IV
19
K
8
9
10
3
6
7
4 5
39.10
O 19.00 фтор
F 20.18 Ne
Li
B 12.01 углерод
C 14.01 азот
6.94 Be
N 16.00кислород
9.01 10.81
калий
неон
литий
бор
берилий
относительная
18
12 13
11
15
14
16
17
атомная масса
Na
P
S
22.99 Mg 24.31 26.98 Al 28.09
30.97
32.07
35.45 Cl 39.95 Ar
Si
название элемента
аргон
фосфор
натрий
алюминий
кремний
сера
хлор
магний
25
26
21
22
28
24
23
27
20
19
58.69
K
50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 Co 58.93 Ni
39.10 Ca 40.08 Sc 44.96 Ti 47.87 V
скандий
железо
хром
марганец
титан
ванадий
кальций
калий
кобальт
никель
33
31
30
34
32
35
Периодический закон
29
36
63.55 Cu 65.41 Zn 69.72 Ga 72.64 Ge 74.92 As 78.96 Se 79.90 Br 83.80 Kr открыт Д. И. Менделеевым
бром
селен
германий
криптон
галлий
цинк
медь
мышьяк
1
1.01
Rb
5
VII
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ
Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
I
Fr
франций
87
[223]
Ra
радий
88
[226]
Ac**[227]89
актиний
Rf
Db
Sg
Bh
106
105
104
[266]
[261]
[262]
резерфордий дубний
сиборгий
борий
107
[264]
*лантаниды
Ce Pr
... 115
приведены по данным
IUPAC 2003 года.
В квадратных скобках
приведены массовые числа
наиболее устойчивых изотопов.
Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
69
67
63
62
70
71
66
64
65
60
61
59
58
68
168.93
167.26
140.12
173.04
174.97
158.93
164.93
151.96
157.25
[145]
150.36
140.91
162.50
144.24
тулий
иттербий лютеций
прометий самарий
европий гадолиний тербий
церий
празеодим неодим
диспрозий гольмий эрбий
**актиниды
Th Pa U
90
232.04
торий
91
231.04
протактиний
Np Pu Am Cm Bk Cf
Es
Fm Md No Lr
100
96
95
101
103
99
98
97
93
94
92
102
[262]
[251]
[252]
[237]
[257]
[258]
[247]
[244]
[243]
238.03
[259]
[247]
уран
берклий калифорний эйнштейний фермий
менделевий нобелий лоуренсий
нептуний плутоний америций кюрий
Строение атома 1.22 Негребецкий © 2008 – 2009
С ТА Н Д А Р Т Н А Я П Е Р И О Д И Ч Е С К А Я ТА Б Л И Ц А И Ю П А К
s-элементы
p-элементы
1
18
1
H
2
13
14
15
16
17
He
2
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
3
Na
Mg
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Al
Si
P
S
Cl
Ar
4
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
5
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
6
Cs
Ba
*
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
7
Fr
Ra
**
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
d-элементы
f-элементы
* лантаноиды
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
** актиноиды
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr
Строение атома 1.23 Негребецкий © 2008 – 2009
Неметалл
Неметаллы He
Металлоиды
F
Ne
S Cl
Ar
Se Br
V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As
Kr
Li Be
B
C
Al
Si
М е т а л л ы
Na Mg
K Ca Sc Ti
N O
P
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te
I
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At
Металлы —
Неметаллы —
Металлоиды —
Xe
Rn
Благородные
H
газы
РА С П О Л О Ж Е Н И Е Э Л Е М Е Н Т О В В П Е Р И О Д И Ч Е С К О Й ТА Б Л И Ц Е
Строение атома 1.24 Негребецкий © 2008 – 2009
1s
1s
2p
2p
H20
2H →
H2 + Cl2 → 2H+1Cl
H2 + 2Na → 2NaH–1
2s
2s
1s
1s
s-элементы являются активными металлами, характерные степени окисления
которых численно равны количеству электронов на последнем уровне, т. е. +1 для
щелочных металлов и +2 для элементов второй группы
2p
2p
2p
2s
2s
2s
1s
1s
1s
2p
2s
1s
2p
2p
2s
1s
2s
1s
Элементы от В до Ne включительно образуют первую серию p-элементов (элементы
главных подгрупп), в атомах которых наиболее удаленные от ядра электроны
располагаются на втором подуровне внешнего энергетического уровня.
Строение атома 1.25 Негребецкий © 2008 – 2009
Близость потенциальных энергий 4s- и 3d-электронов, а также повышенная
устойчивость электронных конфигураций с завершенными (d10) или
заполненными ровно наполовину (d5) энергетическими подуровнями
может приводить к переходам внешних s-электронов на d-орбитали
предпоследнего уровня: [ A r ] 3 d 4 4 s 2 ® [ A r ] 3 d 5 4 s 1
4d
4p
4d
4p
3d
3p
3p
Ti
3s
V
3s
4d
4p
4d
4p
3d
3d
4s
4s
3p
3s
3d
4s
4s
3p
Cr
3s
Cr*
Строение атома 1.26 Негребецкий © 2008 – 2009
ТИПИЧНЫЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ 1–3 ПЕРИОДОВ
Элемент H He Li Be B
C
N
O
F Ne Na Mg Al Si
P
S
+7
•
+6
•
+5
•
+4
•
•
+3
•
+2
•
+1
•
0
•
–1
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
–2
•
•
•
•
•
•
●
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
–3
–4
Cl Ar
•
•
•
Строение атома 1.27 Негребецкий © 2008 – 2009
ТИПИЧНЫЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ d-ЭЛЕМЕНТОВ
Элемент Sc
V
Ti
Mn Co
Cr
Fe
Cu
Ni
Y
Zn
Nb
Tc
Zr Mo Ru
+8
•
+6
• •
+5
•
+4
• •
+2
+1
Ag
Pd
La
Cd
Ta
Hf
Re
W
• •
•
•
•
• • •
• • •
• •
• • • • • • • • •
•
• • •
Pt
Hg
•
• • • • • •
• •
Au
•
•
•
Ir
Os
•
+7
+3
Rh
• • • • • • •
• •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Строение атома 1.28 Негребецкий © 2008 – 2009
АТ О М Н Ы Е И И О Н Н Ы Е РА Д И У С Ы
Орбитальный радиус —
Ковалентный радиус
Металлический радиус
Ионные радиусы –
Ван-дер-ваальсовы радиусы
Строение атома 1.29 Негребецкий © 2008 – 2009
П Е Р И О Д И Ч ЕС К А Я З А В И С И М О С Т Ь О Р Б И ТА Л Ь Н О Г О РА Д И У С А
АТ О М А О Т П О Р Я Д К О В О ГО Н О М Е РА
H
0,053
Li
0,164
Na
0,179
K
0,230
Rb
0,249
Cs
0,282
rорб, нм
Be
0,109
Mg
0,137
Ca
0,183
Sr
0,205
Ba
0,235
B
0,084
Al
0,142
Ga
0,140
In
0,158
Tl
0,166
C
0,064
Si
0,115
Ge
0,120
Sn
0,140
Pb
0,148
N
0,054
P
0,098
As
0,107
Sb
0,127
Bi
0,136
0.30
F
0,041
Cl
0,076
Br
0,089
I
0,109
At
0,119
Fr
Cs
Rb
0.25
K
0.20
Li
Na
Tl
In
Ga
Al
0.15
0.10
Rn
Xe
Kr
Ar
0.05
0.00
O
0,046
S
0,086
Se
0,097
Te
0,117
Po
0,127
He
0,030
Ne
0,036
Ar
0,069
Kr
0,083
Xe
0,103
Rn
0,113
He
0
Ne
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Z
Строение атома 1.30 Негребецкий © 2008 – 2009
ЭНЕРГИЯ ИОНИЗАЦИИ, СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ
Периодическая зависимость энергии ионизации атома от порядкового номера
X0 → X+ + e– – Ei1
X+ → X2+ + e– – Ei2
Ei1 < Ei2 < Ei3 и т. д.
Ei1
He
кДж/моль
Ne
2000
Ar
N
1500
Kr
Xe
O
P
1000
Zn
Hg Rn
Cd
Gd
B
500
Li
Na
Al
Ga
K
In
Rb
Lu
Cs
Tl
Fr
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Зависимость энергий ионизации атома Na от числа удаленных электронов
lg Ei
5.0
4.0
3.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Ne
90
Z
Строение атома 1.31 Негребецкий © 2008 – 2009
Сродство атома к электрону (electron affinity ,
Eeа, кДж/моль, эВ/моль)— энергетический эффект присоединения электрона к
нейтральному атому Э, с превращением его в отрицательный ион Э–
X0 + e– → X– + Eea
Потенциал ионизации (φi)
Ei = eφi, где e — заряд электрона
1 эВ равен 1,6021 × 10–19 Дж (96,4853 кДж/моль)
Э н е р ги я с р одс т в а к э л е кт р о н у (E e a , к Д ж / мо л ь) эл е ме н то в
главных подгрупп
H
72,8
Li
59,6
Na
52,9
K
48,3
Rb
46,9
Cs
45,5
Be
—
Mg
—
Ca
1,8
Sr
4,6
Ba
14,5
B
27,0
Al
41,8
Ga
41,5
In
29,0
Tl
19,3
C
121,8
Si
134,1
Ge
118,9
Sn
107,3
Pb
35,1
N
—
P
72,1
As
78,5
Sb
100,9
Bi
91,3
O
141,0
S
200,4
Se
195,0
Te
190,2
Po
183,3
F
328,2
Cl
348,6
Br
324,6
I
295,2
At
273,1
He
—
Ne
—
Ar
—
Kr
—
Xe
—
Rn
—
Строение атома 1.32 Негребецкий © 2008 – 2009
Э Л Е К Т Р О О Т Р И Ц АТ Е Л Ь Н О С Т Ь
Электроотрицательность –
Относительные электроотрицательности (χ r ) элементов главных подгрупп
Лайнус Карл Полинг
1901 – 1994
H
2,2
Li
1,0
Na
0,9
K
0,8
Rb
0,8
Cs
0,7
Be
1,6
Mg
1,3
Ca
1,0
Sr
1,0
Ba
0,9
B
2,0
Al
1,6
Ga
1,8
In
1,8
Tl
1,8
C
2,5
Si
1,9
Ge
2,0
Sn
2,0
Pb
1,8
N
3,0
P
2,2
As
2,2
Sb
2,1
Bi
1,9
O
3,5
S
2,6
Se
2,6
Te
2,1
Po
2,0
F
4,0
Cl
3,2
Br
3,0
I
2,7
At
2,2
He
—
Ne
—
Ar
—
Kr
—
Xe
—
Rn
—
Строение атома 1.33 Негребецкий © 2008 – 2009
ПЕРИОДИЧНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ
Энергия ионизации
He
Атомный радиус
Li Be
Na Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
B C N O F
Ne
ну
ктроP S Cl
е
Al
Si
л
э
во к
дст
о
р
ис
Sc Ti V Cr Mn Fe нCo
Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br
ость
ь
ел
цат
три
о
о
тр Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I
кNb
Y Zr
Эле
La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg
Энергия ионизации
H
Ar
Kr
Xe
Tl Pb Bi Po At
Rn
Атомный радиус
Температуры плавления простых веществ
Tпл, K
Температуры кипения простых веществ
Tкип, K
C
4000
C
Nb
5000
B
Mo
3000
V
Sn
10
15
K
Ar
20
30
35
Na
K
1000
Kr
25
Ca
Li
Sb
Rb
Li
He Na Ne
H
5
2000
Ge
Ca
Mg
0
Ge
Al Si
3000
Si
Be
1000
0
V
Be
B
2000
4000
40
Xe
45
50
55
Z
0
H
0
He
5
Rb
Ne
10
Ar
15
20
Kr
25
30
35
40
Xe
45
50
55
Z