9 / 13
Рис. 3. Зависимость величин
ξ
1+
орб
и
ξ
2+
орборб
от орбитальных радиусов
r
1+
орборб
и
r
2+
орб
металлов первой (
1
) и второй (
2
)
групп
рис. 3, на котором изображены за-
висимости
ξ
n
+
орб
=
I
n
/r
n
+
орб
от орби-
тального радиуса одно- и двухза-
рядных катионов металлов первой
и второй групп, рассчитанные по
соотношениям
ξ
1+
орб
=
I
1
/r
1+
орб
;
(1)
ξ
2+
орб
=
I
2
/r
2+
орб
,
(2)
где
I
1
и
I
2
— первая и вторая энер-
гии ионизации;
r
1+
орб
и
r
2+
орб
— ор-
битальные радиусы ионов метал-
лов первой и второй групп в соот-
ветствующих устойчивых степенях
окисления.
Величины
ξ
n
+
орб
закономерно от-
ражают только общую тенденцию
силовых характеристик в группе.
По мере увеличения порядкового номера элемента наблюдается умень-
шение силовых характеристик атомов, поскольку эти характеристики
ионов есть мера силы связи валентных электронов с ядром. При этом
изменение силовых характеристик при изменении орбитальных радиу-
сов ионов подчиняется различным зависимостям для металлов первой
и второй групп, несмотря на то, что с увеличением атомного номера
элемента поведение представленных функций одинаково и разность
соответствующих величин соседних элементов монотонно убывает.
Так, для цезия и бария, у которых наблюдается максимальное сближе-
ние этих зависимостей, величины
ξ
1+
орб
и
ξ
2+
орб
отличаются примерно в 3
раза (4,2 для цезия и 11,6 для бария), что не согласуется с заметным
сходством их химических свойств.
Предположим, что не все внешние электроны атомов участвуют
в образовании металлической связи в кристалле (об этом, в частно-
сти, свидетельствуют данные об удельном сопротивлении металлов
[11]) и примем, что щелочноземельные металлы некоторое время так-
же могут существовать в металлической фазе в виде однократно ио-
низированных катионов. Тогда в обоих случаях для оценки силовых
характеристик можно использовать общее соотношение
ξ
1+
орб
=
I
1
/r
1+
орб
.
Значения орбитальных радиусов однозарядных катионов элемен-
тов второй группы были вычислены с учетом изменения ионных ра-
диусов для каждой пары щелочного и щелочноземельного металла
Δ
r
=
r
1+
орб
−
r
2+
орб
[8]. Полученные результаты представлены на рис. 4.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 5
121