Электронные структуры атомов элементов больших периодов

Закономерности заполнения электронами энергетических уровней атомов элементов больших периодов (4 – 8) те же, что и для атомов элементов малых периодов, но имеются некоторые важные особенности.

4-й период включает восемнадцать элементов, кроме s- и р- элементов, возникает ещё семейство d -элементов – их десять (Z от 21 до 30). Количество элементов определяется ёмкостью d -подуровня, равная десяти электронам.

Первый элемент 4-го периода – калий, имеет конфигурацию: ₊₁₉К [Ar] 4s¹, т. е. очередной 19-й электрон занял ячейку s-подуровня четвёртого уровня, а d- подуровень третьего уровня так и остался незаполненным (это объясняется правилом Клечковского).

Заполнение 3d- подуровня начинается со скандия до цинка включительно (₊₂₁Sc [Ar] 4s²3d¹ ¾¾¾¾ ₊₃₀Zn [Ar] 4s²3d¹⁰). В элементах d- типа электронами застраивается второй снаружи слой (предвнешний). На внешнем уровне у элементов от Sc до Ni имеются два электрона. Исключение составляют Cr и Cu: у них на внешнем уровне один электрон (происходит перескок электрона с 4s- подуровня на 3d- подуровень). Это явление получило название проскока или «провала» электрона.

В нечётном ряду 4-го периода находится серия элементов р-типа с Z от 31 до 36. Здесь происходит заполнение электронами р-подуровня внешнего уровня от одного до шести электронов (₊₃₁Ga [Ar] 4s²3d¹⁰4p¹ ¾¾¾ ₊₃₆Kr [Ar] 4s²3d¹⁰4p⁶).

5-й период включает также восемнадцать элементов, в атомах которых наблюдается та же закономерность, что и в 4-м периоде. В атомах элементов с Z от 39 до 48 также происходит заполнение d- подуровня предвнешнего уровня от 4d¹ до 4d¹⁰. Явление «провала» электрона наблюдается у ниобия (Nb), молибдена (Mo), рутения (Ru), родия (Rh) и серебра (Ag). У палладия (Pd) имеет место «двойной провал». Это единственное исключение подобного провала по всей периодической системе. При застройке d -подуровня на внешнем энергетическом уровне атомов d- элементов остаётся один - два электрона. Поэтому все эти элементы обладают достаточно выраженными металлическими свойствами. После кадмия (Cd) следует шесть элементов, у которых происходит заполнение р-подуровня внешнего уровня (от 5р¹ до 5р⁶). Период снова завершается инертным элементом – ксеноном. У атомов элементов 5-го периода недостроенными остаются не только пятая, но и четвёртая электронные оболочки.

6-й период включает тридцать два элемента. После цезия Cs и бария Ba (6s ¹ и 6s²) следует только один элемент – лантан, у которого заполняется 5d-подуровень. После лантана возникает семейство f- элементов с Z от 58 до 71 (лантаноиды), у атомов которых идёт заполнение f- подуровня четвёртого уровня от 4f¹ до 4f¹⁴. После лютеция Lu завершается заполнение 5d- подуровня от гафния Hf до ртути Hg. Явление «провала» электрона наблюдается у платины Pt и золота Au. От таллия Tl к инертному элементу – радону Rn происходит заполнение 6р- подуровня.

7-й период является пока не завершенным. Заполнение электронных оболочек атомов элементов этого периода аналогично 6-му периоду. Здесь после двух s- элементов франция Fr и радия Ra и одного d -элемента актиния Ac следует четырнадцать элементов, относящихся к актиноидам. У актиноидов с увеличением Z заполняется 5f- подуровень. Элементы с Z от 104 до 110 относятся к d -элементам. По мере открытия новых элементов заполнение данного периода, как и в других больших периодах, будет осуществляться двумя рядами.

Дата добавления: 2017-01-13