Т 15 л 21 d-элементы ib группы периодической системы

Медь Сu, серебро Аg и золото Аu каждый в своем периоде являются предпоследними d-элементами. Таким образом, в атомах элементов подгруппы меди в (n—1) d -состоянии должны находиться по девять электронов. Однако вследствие устойчивости d¹⁰-конфигурации энергетически оказывается более выгодным переход одного из s -электронов в (n—1) d -состояние. Поэтому Сu, Аg и Аu в s -состоянии внешнего слоя имеют по одному, а в предпоследнем слое по 18 (s ² р ⁶ d ¹⁰) электронов. Некоторые данные об элементах подгруппы меди приведены ниже:

У элементов подгруппы меди первая энергия ионизации существенно выше, чем у s -элементов I группы. Это объясняется проникновением внешнего n s -электрона под экран (n—1) d ¹⁰-электронов. Уменьшение первой энергии ионизации при переходе от Сu к Ag обусловлено большим значением главного квантового числа n, дальнейшее же увеличение энергии ионизации у Аu обусловлено проникновением 6 s -электрона не только под экран 5 d ¹⁰-электронов, но и под экран 4 f ¹⁴-электронов. Что касается второй энергии ионизации [удаление электрона из (n—1) d ¹⁰-подслоя], то у всех трех элементов она близка и по значению заметно меньше, чем у щелочных металлов.

В соответствии со сказанным элементы подгруппы меди проявляют не только степень окисления +1, но и +2 и +3. для меди наиболее характерна степень окисления +2, для золота +3, а для серебра +1. Особая устойчивость степени окисления +1 у серебра объясняется относительно большей прочностью конфигурации 4 d ¹⁰, так как эта конфигурация образуется уже у палладия, предшествующего серебру в периодической системе.

Интересно отметить, что сродство к электрону у Сu, Аg и Аu значительно больше не только сродства к электрону s-элементов I группы, но даже кислорода в серы. Этот факт обязан эффекту проникновения s -электронов внешнего уровня к ядру.

Все это обусловливает большую склонность меди и ее аналогов к образованию ковалентной связи, чем у щелочных металлов.

Особенность электронной структуры атомов элементов подгруппы меди обусловливает относительно большую устойчивость двухатомных молекул Сu₂, Аg₂, Аu₂ (энергия диссоциации соответственно 174,3, 157,5 и 210 кДж/моль) по сравнению с молекулами К₂, Rb₂, и Сs₂ (энергия диссоциации порядка 40 кДж/моль). Прочность молекул Сu₂, Аg2 и Аu₂ обусловливается дополнительным p-связыванием за счет свободных n р -орбиталей и (n—1) d -электронных пар.

Элементы подгруппы меди могут образовывать как катионные, так и анионные комплексы. Понятно, что по мере повышения степени окисления тенденция к образованию анионных комплексов возрастает.

Дата добавления: 2014-01-04