Хімія. 11 клас

Становішча ў перыядычнай сістэме і асаблівасці электроннай будовы атамаў металаў B-груп

Хімічныя элементы В-груп размешчаны ў перыядычнай сістэме паміж s- і р-элементамі, таму іх называюць пераходнымі элементамі.

Простыя рэчывы, утвораныя гэтымі элементамі, з’яўляюцца металамі.

На знешнім электронным слоі атамаў элементаў В-груп утрымліваецца 1–2 s-электроны. У перыядах з павелічэннем парадкавага нумара ў элементаў паслядоўна запаўняюцца электронамі d-арбіталі перадзнешняга электроннага слоя. Таму элементы В-груп адносяць да d-элементаў. З прычыны таго што існуе пяць d-арбіталей, у кожным перыядзе размешчана па дзесяць d-элементаў.

Пры пераходзе ў 4-м перыядзе ад аднаго d-элемента да наступнага спачатку запаўняюцца электронамі ns-арбіталі знешняга слоя і толькі пасля гэтага запаўняюцца (n – 1)d-арбіталі. Запаўненне ns-арбіталей павышае іх энергію, і яны на энергетычнай шкале падымаюцца вышэй за (n – 1)d-арбіталі. Таму ў формулах электронных канфігурацый d-элементаў (n – 1)d-арбіталі запісваюць перад ns-арбіталямі. Напрыклад, у Sc на 3d-арбіталі з’яўляецца электрон пасля запаўнення двума электронамі 4s-арбіталі, аднак формулу электроннай канфігурацыі Sc запісваюць [Ar]3d¹4s².

Электронную канфігурацыю валентнага слоя d-элементаў 4-га перыяду можна прадставіць агульнай формулай: (n – 1)d^xns^y, дзе x можа прымаць значэнні ад 1 да 10, а y роўны 1 або 2. Формулы электроннай канфігурацыі атамаў d-элементаў 4-га перыяду прыведзены ў табліцы 34.1.

Запаўненне электронамі d-арбіталей адбываецца па тых жа правілах, што і s- і р-арбіталей. Аднак у элементаў Cr і Cu адбываецца пераход, або «правал», аднаго 4s-электрона на 3d-арбіталь папярэдняга энергетычнага ўзроўню. Гэта тлумачыцца тым, што электронныя станы з канфігурацыяй 3d⁵ (для Cr) і 3d¹⁰ (для Cu) больш устойлівыя, а энергіі 4s- і 3d-падузроўняў адрозніваюцца нязначна, і пераход s-электрона знешняга на d-арбіталь папярэдняга электроннага слоя не патрабуе вялікіх выдаткаў энергіі.

Адрыў электронаў ад атамаў адбываецца ў зваротнай паслядоўнасці: спачатку адрываюцца ns-электроны і толькі потым (n – 1)d-электроны. Напрыклад, утварэнне іона Fe³⁺ можна паказаць схемай:

Fe⁰ – 3e^– → Fe³⁺;

[Ar]3d⁶4s² – 3e^– → [Ar]3d⁵4s⁰.