по шарах - оболонкам. Ємність цих оболонок, Максимальна кількість електронів в них, визначається формулою n e = 2N 2 , де n e - число електронів, a N - номер оболонки, рахуючи від ядра. Звідси випливає, що на першій оболонці може бути всього два електрона, на другій - вісім, на третій - вісімнадцять, на четвертій - тридцять два і т.д.
Вже в четвертому періоді таблиці Менделєєва, починаючи з скандію, В«черговіВ» електрони потрапляють не в зовнішній четвертий шар, а в попередній. Саме тому у елементів з атомними номерами від 12 до 30 різниця у властивостях не така різка, як у більш легких елементів. Подібна ж картина спостерігається в п'ятому періоді. І тут, починаючи з ітрію, нові електрони заповнюють не п'яту, а передостанню, четверту оболонку - утворюється ще один ряд так званих перехідних металів.
В
Рис. 3. Крива атомних обсягів рідкоземельних елементів. На ній два максимуму, утворених елементами, які проявляють валентність 2 +; навпаки, елементи, які можуть бути Чотиривалентний, мають мінімальні атомні обсяги
Перенісши цю аналогію на шостий період, було б логічно припустити, що, починаючи з лантану (Він аналог скандію і ітрію), і тут буде відбуватися те ж саме. Електрони, однак, не рахуючись з нашою логікою, заповнюють тут не передостанню, а третю зовні оболонку, благо на ній є вакансії. Відповідно до формули n e = 2N 2 , на цій оболонці - четвертої від ядра - може бути 32 електрона. Сюди, за рідкісним винятком, і потрапляють В«новіВ» електрони чергових лантаноїдів. А оскільки хімічні властивості елемента визначаються насамперед будовою зовнішніх електронних оболонок, властивості лантаноїдів виявляються ще більш близькими, ніж властивості перехідних металів.
Як і належить елементам III групи, лантаноїди зазвичай Тривалентне. Але деякі з них можуть проявляти та іншу валентність: церій, празеодим і тербій - 4 +; самарий, европий і ітербій - 2 +.
Аномальні валентності лантаноїдів дослідив і пояснив німецький хімік Вільгельм Клем. За рентгенівським спектрами він визначив основні параметри їх кристалів і атомні обсяги. На кривій атомних об'ємів явно виражені максимуми (європій, ітербій) і менш різко - мінімуми (церій, тербій). Празеодим і самарій теж випадають, хоча і не так сильно, з ряду, що визначається плавно спадаючої кривої. Тому перший В«тяжієВ» до малооб'ємним церію і тербию, а другий - до крупним европию і иттербию. Елементи з великими атомними обсягами міцніше утримують електрони, і тому бувають лише трьох-або навіть двовалентними. У В«Малооб'ємнихВ» атомах, навпаки, один з В«внутрішніхВ» електронів укладений у оболонці недостатньо міцно - тому атоми церію, празеодима і тербия можуть бути Чотиривалентний.
У роботах Клема дано і фізичне обгрунтування давно сформованого поділу рідкоземельних елементів на дві підгрупи - церієву і иттриевую. У першу входять лантан і лантаноїди від це...
