5 / 13
турность кристаллического строения щелочных металлов при нор-
мальном давлении и комнатной температуре, несомненно, связана с
общими закономерностями, вытекающими не только из физических,
но и химических свойств этих элементов.
В основе рассмотренных ранее объяснений способов упаковки
типичных металлов лежит допущение образования гибридных
дело-
кализованных
химических связей с участием
sp
-валентных электро-
нов [6]. Эта связь оказалась настолько специфической, что заняла в
теории строения вещества особое место под названием “металличе-
ская связь”. Полагается, что на существование металлической связи
указывает основное свойство металлов — наличие электронов прово-
димости. Высокие координационные числа и ненаправленность метал-
лической связи (хотя в литературе встречается противоположное мне-
ние) также свидетельствуют о специфичности этого взаимодействия.
Однако прямой корреляции кристаллическая структура–электронная
проводимость обнаружено не было.
Наличие электронной проводимости (металлической или полупро-
водниковой) в некоторых химических соединениях (оксиды, сульфи-
ды, карбиды, нитриды и т.п.) показало, что электропроводность не
является единственной особенностью металлической связи. Таким
образом, электронную проводимость в металлах можно рассматри-
вать как необходимое, но не достаточное свойство металлической
связи. Отсутствие структурного подобия у щелочноземельных эле-
ментов вполне соответствует особенностям их химических свойств
и, в частности, их изменению в группе. Так, несмотря на то, что все
элементы второй группы достаточно активные металлы, только два
из них имеют первые энергии ионизации, сопоставимые с энергиями
ионизации типичных металлов. Из всех металлов щелочные металлы
характеризуются наименьшими значениями первых энергий иониза-
ции
I
1
(рис. 1), которые принадлежат к интервалу 4,0. . . 5,4 эВ [8]. В
этот интервал попадают значения
I
1
только двух элементов второй
группы (Ва и Ra). Остальные элементы этой группы имеют более
высокие значения энергии
I
1
.
Энергия ионизации характеризует свойства изолированных атомов
в газовой фазе, однако в определенных пределах ее также можно ис-
пользовать для условной оценки поведения атомов в кристалле. Так,
рис. 1 наглядно иллюстрирует зависимость металлических свойств от
заряда ядра, что отражается на значения первых энергий ионизации,
которые в соответствии с Периодическим законом монотонно убывают
по мере увеличения порядкового номера элемента в группе.
Проявление у бария и радия свойств щелочных элементов замет-
но при сопоставлении электрохимических свойств этих элементов.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 5
117