ХИМИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

d-ЭЛЕМЕНТЫ

Большинство химических элементов-металлов находится в В группах периодической системы элементов.

Обратимся к ее строения. Со увеличением заряда ядра атома элемента (атомного номера) происходит последовательное заполнение электронами атомных орбиталей различных энергетических уровней, начиная с самого низкого.

На 1-ом уровне есть одна 1s-АО; она заполняется атомов Н и Не - элементов, которые образуют 1-й период.

На 2-ом уровне есть одна 2s- и три 2р-АО; они заполняются электронами в атомах от Li к Nе, которые образуют 2-й период.

На 3-ом уровне располагаются АО трех видов: однаs-, три 3р - пять 3d-АО. Таким образом, на этом уровне может разместиться 18 электронов. Однако 3-й период, где заполняется 3-й энергетический уровень, заканчивается Аргоном, который имеет на внешнем уровне только 8 электронов.

У следующего за Аргоном элемента Калия К начинает заполняться 4-й уровень, и Калий содержится в 4-ом периоде.

Электрон, который добавляется в атом при росте заряда ядра, испытывает, с одной стороны, притяжение атомным ядром, заставляет электрон занимать самый низкий свободный энергетический уровень, с другой стороны, происходит отталкивание его уже имеющимися электронами. Когда на энергетическом уровне появляется 8 электронов (заняты s- и р-АО), их общая отталкивающее действие такая сильная, что следующий электрон попадает вместо расположенной ниже d-АО этого уровня на более высокую s-АО следующего уровня.

Именно поэтому электронное строение Калия такая: Такой же порядок заполнения АО и уровней осуществляется в Кальция.

Следующее добавление еще одного электрона (Скандия) предопределяет начало заполнения Сd-АО вместо еще более высоких по энергии 4р-АО. Это оказывается энергетически более выгодным.

Заполнение 3d-Ао заканчивается в Цинке, который имеет электронное строение:

В следующих за цинком элементов происходит заполнение 4р-АО, и период завершается криптоном, электронная строение которого характеризуется восемью электронами на внешнем уровне:

Новый электрон у Рубидия Rb занимает 5s-АО 5-ого уровня - начинается 5-й период. Распределение электронов по орбиталях и уровнях элементов этого периода происходит аналогично, как и у элементов 4-го периода.

Таким образом, в отличие от элементов А групп, в которых происходит постепенное заполнение электронами АО внешнего уровня, в элементов В групп заполняются d-АО предпоследнего энергетического уровня. Отсюда и название: d-элементы.

Валентными электронами атомов d-элементов являются электроны, которые занимают d-АО предпоследнего и s-АО последнего энергетических уровней. Итак, Скандий имеет три валентных электрона, Титан - четыре и т. д. Это число электронов соответствует номеру группы d-элемента.

Аналогичная ситуация и для элементов А групп, так элементы А и В групп с равным числом валентных электронов входят в группу под одним номером.