logo alhimikov.net  алхимиков.нет
главная контакты карта сайта гостевая книга
   
 

периодическая система

рис. 17

Таблицу 17 опубликовал немецкий химик К. Малер в книге “Строение атома и периодическая система элементов”. Это одна из первых монографий, посвященных теории периодической системы. Данная таблица является наиболее характерной короткой формой для конца 1920-х гг. Все редкоземельные элементы размещены в III группе в клетке лантана, а ряд лантанидов расшифрован под таблицей. Символ II в клетке 61-го элемента — результат ошибочного открытия, сделанного в 1925 г. американскими химиками Дж. Гаррисом, Л. Интема и Б. Гопкинсом. Также ошибочным было и открытие Ма с Z=43 (немецкие химики И. и В. Ноддаки, 1925 г.). Наконец, вместо символов Yb и Lu для элементов 70 и 71 фигурируют символы Ad и Ср (альдебараний и кассиопей). В 1907 г. австрийский химик К. Ауэр фон Вельсбах разделил Yb на два составляющих элемента, назвав их звучными “астрономическими” именами. В том же году, но немного раньше, такую же операцию проделал французский химик Ж. Урбэн (для одного элемента оставил название иттербий, другой наименовал лютецием — Lu). В немецкой литературе долгое время использовался символ Ср.

периодическая система

рис. 18

Своеобразна таблица 18, предложенная в 1928 г. румынским физиком К. Бедреагом. По всей вероятности, это — первая таблица, в которой дано четкое подразделение элементов на s-, p-, d- и f-элементы. В те годы привычная ныне терминология только начинала входить в обиход. В таблицу включены и неизвестные еще трансурановые элементы от 93 (“экарений”, EcRe) до “экартути”, (EcHg), причем все они (вместе с торием, протактинием и ураном) рассматриваются как d-элементы.

периодическая система

рис. 19

 

Таблица 19 (французский физик Э. Блок, 1930) интересна тем, что в ней впервые дано подразделение РЗЭ на две группы (от Се до Gd и от Tb до Lu), т. е. отражена вторичная периодичность в ряду лантанидов. Хотя степень окисления Ш является наиболее характерной для РЗЭ, к концу 1920-х было твердо установлено, что Се и ТЬ могут также проявлять степень окисления IV, a Sm и Eu—степень окисления П. Объяснение этому дал в 1929 г. немецкий химик В. Клемм. Он построил систематику трехзарядных ионов РЗЭ, их своеобразную “малую периодическую систему”:

Се3+ Pr3+ Nd3+ Pm3+ Sm3+ Eu3+ Gd3+ Tb3+ Dy3+ Но3+ Er3+ Tu3+ Yb3+ Lu3+

Согласно Клемму, La3+, Gd3+ и Lu3+ обладают особо предпочтительными электронными конфигурациями. Конфигурация La3+ идентична таковой для Хе; конфигурация Lu3+ соответствует структуре Хе плюс заполненная 4f-подоболочка. У Gd3+ 4f-подоболочка заполнена наполовину. Таким образом. La3+ Gd3+ и Lu3+ играли в систематике Клемма роль своеобразных “инертных газов”. Основываясь на ней. Клемм объяснил проявление “аномальных” степеней окисления церием, тербием, самарием и европием, а также предсказал существование двухвалентного иттербия, что и подтвердил экспериментально.

периодическая система

рис. 20

Американский физик Г. Уайт в. 1931 г. впервые дал графическое изображение атомных орбиталей. В предложенной им таблице 20 (опубликована в 1934 г.) приведены конфигурации внешних электронных оболочек атомов химических элементов (так, как это обычно делается в современных таблицах). Впервые отмечены некоторые “нерегулярности” в заполнении d-подоболочек (например, показано, что 4d-подоболочка завершается в атоме палладия). Однако для лантанидов электронные конфигурации даны неточно (констатируется присутствие у них 5d-электронов). Только в 1947 г. соотечественник Уайта У. Меггерс доказал, что 5d-электроны присутствуют в нейтральных невозбужденных атомах гадолиния и лютеция; 4f-подоболочка наполовину заполняется в атоме европия, а целиком — в атоме иттербия. В отношении электронных конфигураций актиния, тория, протактиния и урана Уайт оставил вопрос открытым.

Проблему второго “семейства РЗЭ” в седьмом периоде таблицы обсуждал еще Н. Бор в 1921 г. Он полагал, что “5f-подоболочка должна заполняться вскоре после урана, если не в самом уране” (см. таблицу 15). В пользу этого говорило сходство Th, Pa и U с соответствующими элементами шестого периода (Hf, Та, W). Вплоть до открытия первых трансурановых элементов большинство ученых считало, что элементы с Z = 93—97 должны быть 6d-элементами. Неопределенность нижней границы ряда 5f-элементов объяснялась также невозможностью точного теоретического расчета. Когда немецкие ученые О. Ган, Л. Мейтнер и Ф. Штрассманн в 1935-1937 гг. пытались получить трансурановые элементы бомбардировкой урана нейтронами, то исходили из убеждения, что эти элементы являются 6d-элементами (и называли их “экарений”, “экаосмий”, “экаиридий”, “экаплатина”, “эказолото”). Норвежский геохимик В. Гольдшмидт (кстати, он ввел в 1925 г. термины “лантаниды” и “лантанидное сжатие”) допускал в 1937 г. появление первого 5f-элeктpoнa в атоме протактиния и предложил название “ториды” для элементов 5f-семейства. Он рассматривал и другие варианты начала заполнения 5f-подоболочки (для чего резервировал названия “актиниды” и “ураниды”

назад   вперед


    Rambler's 

Top100 Рейтинг@Mail.ru  
© «alhimikov.net» 2006-2008      info@alhimikov.net