• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тема 2.2. Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д.І.Менделеєва

1.Положення в періодичній системі хімічних елементів Д.І.Менделеєва:

а) гідрогену;

б) лантаноїдів;

в) актиноїдів;

г) штучно добутих елементів.

а) Положення в періодичній системі гідрогену:

Зпозицій будови атома можна пояснити положення гідро­гену в періодичній системі. Атом гідрогену має один електрон, який він може віддавати атомам інших елементів. Оскільки подібну властивість виявляють атоми всіх елементів, які почи­нають періоди, — Lі, Na, К, Pb, Сs, Fr, то й гідроген повинен міститися у головній підгрупі 1 групи. З другого боку, оскільки атом гідрогену здатний, подібно до атомів галогенів, приєдну­вати один електрон (Н + e^– = Н^– ), тобто виявляє неметалічні властивості, він повинен міститися у головній підгрупі VII гру­пи. Така двоїстість у хімічній поведінці гідрогену є причиною того, що його розташовують у двох підгрупах. При цьому в одній з підгруп символ елемента беруть у дужки.

б) Положення в періодичній системі лантаноїдів:

До родини лантаноїдів належать 4f-елементи: Церій Се, Празеодим Рr, Неодим Nd, Прометій Рm, Самарій Sm, Європій Еu, Гадоліній Gd, Тербій Тb, Диспрозій Dy, Гольмій Но, Ербій Еr, Тулій Тm, Ітербій Yb і Лютецій Lu. Атоми цих елементів характеризуються заповненням 4f–підрівня третього з кінця рівня і містять однакові кількості електронів у зовнішньому (6s²) електронному шарі; в атомах більшості лантаноїдів однаковою є будова передостаннього шару (5s²5p⁶). Хімічні і спектроскопічні дослідження показали, що хоча енергетичні стани 4f і 5d досить близькі, для лантаноїдів 4f-стан атомів виявляється все ж енергетично вигіднішим. Тому в їхніх атомах 5 d-електрони переходять у 4f-стан. «Провалювання» електрона не характерне тільки для Gd (конфігурація 4f⁷5d¹6s²) і Lu (4f¹⁴5d^l6s²). Завершується 4f- підрівень в атомі Ітербію.

Наявність конфігурацій f⁷ (Eu, Gd) і f ¹⁴(Yb, Lu) зумовлена їхньою стійкістю, вони відповідають укомплектуванню 4 f- підрівня електронами наполовину і повністю.

За характером заповнення 4 f- підрівня лантаноїди іноді поділяють на підродини: підродина Церію (Се—Gd) і підродина Тербію (Tb—Lu). В атомах елементів підродини Церію, відповідно до правила Гунда, 4 f -підрівень заповнюється по одному електрону на кожній орбіталі, в атомах елементів підроди­ни Тербію відбувається заповнення орбіталей 4 f-підрівня другим електроном.

Додатковий електрон надстійкої конфігурації f ⁷ i f ¹⁴ у Gd і Lu, як і у La, перебуває на 5d-підрівні.

Лантаноїди дуже подібні до Скандію та його аналогів. Це пояснюється тим, що в разі незначного збудження один із 4 f -електронів (рідше два) переходить у 5d-стан, отже, властивості лантаноїдів в основному визначають 5d¹6s²-електрони і для них характерним ступенем окиснення є +3. Інші 4f-електрони на хімічні властивості більшості лантаноїдів не впливають.

Враховуючи стійкість 4f⁰-, 4f⁷- та 4f^І4-конфігурацій, елементи Еu ([Xe]4f⁷6s²) та Yb ([Xe]4f¹⁴6s²) можуть виявляти ступені окиснення +2, а Се ([Xe]4 f²6s²) та Тb ([Хе]4f⁹6s²) — навіть +4.

У табл. 2.2.1. подано деякі властивості лантаноїдів.

Із зростанням протонного числа атомів елементів родини лантаноїдів деякі їхні властивості змінюються монотонно, деякі — періодично. Моно­тонна зміна властивостей пояснюється лантаноїдним стисненням — посту­повим зменшенням у ряду Се³⁺—Lu³⁺ йонних радіусів.

За вмістом у земній корі лантаноїди не поступаються перед такими еле­ментами, як Йод, Стибій, Купрум. Проте вони дуже розсіяні у природі. Відомо близько 250 мінералів, які містять лантаноїди. Сумарний вміст РЗЕ у земній корі становить 0,016 %. Найпоширенішими є Церій, Неодим, Гадолі­ній, найрідкіснішими — Гольмій, Тулій, Лютецій.

Таблиця 2.2.1.

Читайте також:

1. Active-HDL як сучасна система автоматизованого проектування ВІС.
2. II. Бреттон-Вудська система (створена в 1944 р.)
3. II. За зміною ступенів окиснення елементів, які входять до складу реагуючих речовин
4. II. Основні закономірності ходу і розгалуження судин великого і малого кіл кровообігу
5. IV. Закони ідеальних газів.
6. IV. Закономірності структурно-функціональної організації спинного мозку
7. IV. Система зв’язків всередині центральної нервової системи
8. IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ І СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ВИВЧЕНОГО
9. V. Систематизація і узагальнення нових знань, умінь і навичок
10. VI. Система навчаючих завдань для перевірки кінцевого рівня завдань.
11. VI. Система навчаючих завдань для перевірки кінцевого рівня завдань.
12. VI. Узагальнення та систематизація знань

Переглядів: 858