ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности электронной структуры переходных элементов из "Строение и свойства металлических сплавов " Энергия электронов в атоме должна расти в такой последо-гаательности [(U) (2s) 2р) (3s) (Зр) (3 ) (4s) . ..]. Однако в результате сложного характера взаимодействия внутренних электронов на оболочках Is, 2s, 3s и 4s-уровней этот порядок нарушается. Так, уровень энергии Зй может оказаться между 4s- и 4р-уровнями, т. е. более высоким, чем 3d. К переходным элементам длинных периодов относят те, у которых незаконченная внутренняя оболочка из 8 электронов достраивается до оболочки из 18 электронов путем заполнения -подгруппы. Такое положение имеет место для элементов переходной группы, начиная со скандия (г = 21) и кончая никелем (z — 28) при незаполненном Зс -уровне электроны находятся на уровне 4s. [c.14] К переходным принадлежат элементы, получившие большое распространение в технике все элементы группы железа, тугоплавкие металлы, а также уран, цирконий и другие элементы, используемые в атомной технике. Вместе с тем переходные элементы обладают вследствие особенностей электронной структуры рядом специфических свойств. [c.15] Следует прежде всего отметить сходство химических свойств обусловленное одинаковым строением наружных оболочек. Но благодаря большому изменению энергии, происходящему при последовательном заполнении с(-уровней, последние сильно сближаются с наружными уровнями и некоторые электроположительные элементы обнаруживают переменную валентность. Так, в переходных элементах группы железа уровень 3d оказывается близким к уровню 4s и в определений валентности принимает участие не только последняя оболочка, но и предшествующая ей. Железо, например, может быть и двух-, и трехвалентным хром имеет валентность +2 (при окислении), когда он отдает один электрон 4s и один из 3d, или валентность -ЬЗ при потере одного из 4s- и двух из Зс -электрон,ов и, наконец, валентность +6 при потере одного электрона 4s и всех пяти электронов 3d-, у марганца валентность меняется от 2 до 7. Медь не является переходным элементом. Подгруппа 3d целиком заполнена. Однако медь бывает двухвалентной. Это частично объясняется тем, что оболочка из 18 электронов (3s 3p 3d °) недостаточно устойчива и некоторые Зс/-электроны могут участвовать в химическом взаимодействии. Изменение валентности в нормальных элементах возможно и по другой причине. Например, у таллия (2 = 81) и свинца (z = 82) часто валентность бывает не 3 и 4, а 1 и 2, хотя внешняя оболочка их содержит 6s p - и 6s2p2 3jieKxpoHbi соответственно. Это объясняется тем, что устойчивость подгруппы rts возрастает с увеличением номера периода п, которое отвечает главному квантовому числу, и в некоторых химических реакциях электроны 6s не принимают участия, а участвуют только 6/7-электроны. Алюминий г = 3) который, как и таллий, находится в III группе, всегда трехвалентен. [c.15] Наличие у переходных элементов близких энергетических уровней (например, 4s, 3d, 4р) делает их неустойчивыми и при-. воАит к возможности перераспределения электронов в результате воздействия внешних факторов—г давления, температуры, чужеродных атомов. В частности эта возможность, по-видимому, реализуется в переходных металлах с о. ц. к. решеткой и приводит, с одной стороны, к изменению чисто металлического характера связи их, а с другой,— к различного рода кинетическим аномалиям, в особенности диффузионным. [c.15] Вернуться к основной статье