Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Периодически изменяющиеся свойства атомов





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выше говорилось (с. 172) о периодичности изменения важнейшего для химии свойства атомов - валентности. Есть и другие важные свойства, изменение которых характеризуется периодичностью. К таким свойствам относится размер (радиус) атома. Атом не имеет поверхности, и граница его расплывчата, так как плотность внешних электронных облаков по мере удаления от ядра плавно убывает. Данные о радиусах атомов получают из определения расстояний между их центрами в молекулах и кристаллических структурах. Проведены также расчеты на основе уравнений квантовой механики. На рис. 5.10 пред-

Рис. 5.10. Периодичность изменения атомных радиусов

ставлена кривая изменения атомных радиусов в зависимости от заряда ядра.

От водорода к гелию радиус уменьшается, а затем резко увеличивается у лития. Это объясняется появлением электрона на втором энергетическом уровне. Во втором периоде от лития до неона по мере увеличения заряда ядра радиусы уменьшаются.

В то же время увеличение числа электронов на данном энергетическом уровне ведет к возрастанию их взаимного отталкивания. Поэтому к концу периода уменьшение радиуса замедляется.

При переходе от неона к натрию - первому элементу третьего периода - радиус снова резко возрастает, а потом постепенно уменьшается до аргона. После этого снова происходит резкое увеличение радиуса у калия. Получается характерная периодическая пилообразная кривая. Каждый участок кривой от щелочного металла до благородного газа характеризует изменение радиуса в периоде: наблюдается уменьшение радиуса при переходе слева направо. Интересно также выяснить характер изменения радиусов в группах элементов. Для этого надо провести линию через элементы одной группы. По положению максимумов у щелочных металлов непосредственно видно, что радиусы атомов при переходе в группе сверху вниз увеличиваются. Это связано с увеличением числа электронных оболочек.

задание 5.17. Как изменяются радиусы атомов от F к Вr? Определите это по рис. 5.10.

От радиусов зависят многие другие свойства атомов, как физические, так и химические. Например, увеличением радиусов атомов можно объяснить понижение температур плавления щелочных металлов от лития к цезию:

Размеры атомов связаны с их энергетическими свойствами. Чем больше радиус внешних электронных облаков, тем легче атом теряет электрон. При этом он превращается в положительно заряженный ион.

Ион - одно из возможных состояний атома, в котором он имеет электрический заряд вследствие потери или присоединения электронов.

Способность атома переходить в положительно заряженный ион характеризуется энергией ионизации ЕИ.Это минимальная энергия, необходимая для отрыва внешнего электрона от атома в газовом состоянии:

Образовавшийся положительный ион тоже может терять электроны, становясь двухзарядным, трехзарядным и т. д. Величина энергии ионизации при этом сильно возрастает.

Энергия ионизации атомов увеличивается в периоде при переходе слева направо и уменьшается в группах при переходе сверху вниз.

Многие, но не все атомы способны присоединять дополнительный электрон, превращаясь в отрицательно заряженный ион А~. Это свойство характеризуется энергией сродства к электрону Eср. Это энергия, выделяющаяся при присоединении электрона к атому, находящемуся в газовом состоянии:

Как энергию ионизации, так и энергию сродства к электрону принято относить к 1моль атомов и выражать в кДж/моль. Рассмотрим ионизацию атома натрия в результате присоединения и потери электрона (рис. 5.11).Из рисунка видно, что для отнятия электрона от атома натрия требуется в 10раз больше энергии, чем выделяется при присоединении электрона. Отрицательный ион натрия неустойчив и в сложных веществах почти не встречается.

Рис. 5.11. Ионизация атома натрия

Энергия ионизации атомов изменяется в периодах и группах в направлении, противоположном изменению радиуса атомов. Изменение энергии сродства к электрону в периоде более сложно, так как у элементов IIА- и VIIIA-rpynn сродство к электрону отсутствует. Приближенно можно считать, что энергия сродства к электрону, подобно Ек, увеличивается в периодах (до группы VII включительно) и уменьшается в группах сверху вниз (рис. 5.12).

задание 5.18. Могут ли атомы магния и аргона в газообразном состоянии образовать отрицательно заряженные ионы?

Ионы с положительными и отрицательными зарядами притягиваются между собой, что ведет к разнообразным превращениям. Наиболее простой случай - это образование ионных связей, т. е. объединение ионов в вещество под действием электростатического притяжения. Тогда возникает ионная кристаллическая структура, характерная для пищевой соли NaCl и множества других солей. Но может быть

Рис. 5.12. Характер изменения энергии ионизации и энергии сродства к электрону в группах и периодах

так, что отрицательный ион не очень прочно удерживает свой лишний электрон, а положительный ион, наоборот, стремится восстановить свою электронейтральность. Тогда взаимодействие между ионами может привести к образованию молекул. Очевидно, что ионы разного знака заряда С1+ и С1~ притягиваются между собой. Но в силу того, что это ионы одинаковых атомов, они образуют молекулу С12с нулевыми зарядами на атомах.

ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ

1.Из скольких протонов, нейтронов и электронов состоят атомы брома?

2.Рассчитайте массовые доли изотоповв природе.

3. Сколько энергии выделяется при образовании 16 гкислорода по реакции протекающей в недрах звезд?

4. Рассчитайте энергию электрона в возбужденном атоме водорода при п = 3.

5. Напишите полную и сокращенную электронные формулы атома иода.

6.Напишите сокращенную электронную формулу иона Г.

7. Напишите полную и сокращенную электронные формулы атома Ва и иона Ва2'.

8. Постройте энергетические диаграммы атомов фосфора и мышьяка.

9.Постройте полные энергетические диаграммы атомов цинка и галлия.

10.Расположите следующие атомы в порядке увеличения радиуса: алюминий, бор, азот.

11.Какие из следующих ионов образуют между собой ионные кристаллические структуры: Вr+ Вr-, К+, К-, I+, I-, Li+, Li-? Что можно ожидать при взаимодействии ионов в других комбинациях?

12.Предположите возможный характер изменения радиуса атомов при переходе в периодической системе в диагональном направлении, например Li - Mg - Sc.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.