Периодический закон и электронные конфигурации атомов

В основе конструкции периодической системы элементов лежит электронная структура атомов. Поэтому, периодический закон Д.И. Менделеева формулируется так: свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атома (порядкового номера).

Электронная формула показывает распределение электронов по орбиталям атома. Характеристическая электронная формула: nl^x, где n -главное квантовое число внешнего электронного слоя; l - обозначение орбитали, характеризующее побочное квантовое число; х - число электронов на подуровне.

Номер периода соответствует главному квантовому числу внешнего электронного уровня атома. Номер группы соответствует числу электронов на внешнем (главные подгруппы) или внешнем и предвнешнем (для побочных подгрупп) электронных уровней атомов.

Электронные и электронно-графические формулы (полные и характеристические) атомов некоторых элементов представлены в табл. 1.

В ряде случаев последовательное заполнение предвнешнего (n –1) d- подуровня нарушается: например, у Cr вместо ожидаемого 3 d ⁴ 4 s ²строение предвнешнего и внешнего слоев –...3 d ⁵ 4 s ¹. To же происходит с атомами Cu, Ag, Nb, Pt, Pd.

Наиболее устойчивы симметрично заполненные подуровни – полностью (р ⁶, d ¹⁰, f ¹⁴) или наполовину (p ³, d ⁵, f ⁷). Поэтому для получения более устойчивой и энергетически более выгодной конфигурации происходит "провал" или "проскок" электрона на предыдущий подуровень. Для Pd происходит даже "двойной провал".

Сходство элементов: вертикальное (по структуре внешнего электронного слоя), горизонтальное (по числу энергетических уровней) диагональное (по близости ионных потенциалов z/r и поляризующих свойств атомов или ионов).

Таблица 1