Страница:БСЭ-1 Том 04. Атоллы - Барщина (1926)-1.pdf/21

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Эта страница не была вычитана

затем обратно, испуская снова свет той же частоты, которую он раньше поглотил. Это явление называется флуоресценцией (см.).

А. водорода, лишенный электрона, представляет собою положительно заряженный ион водорода, обладающий одиночным зарядом и вступающий в виде положительного иона в химич. соединения с ионами других элементов. Ион водорода совершенно лишен электронов, и потому в этом состоянии он не может испускать видимого света. Действительно, на звездах, температура к-рых настолько высока, что водород оказывается ионизованным, не наблюдается вовсе светящегося водорода, хотя все более холодные звезды дают спектр водорода.

Перейдем теперь к А. других элементов, содержащих в себе по нескольку электронов. Каково относительное расположение орбит отдельных электронов в их АЛ Весьма важное указание дает здесь периодическая система Менделеева. Она утверждает, что химич. и физич. свойства элементов меняются при переходе от одного элемента к следующему в пределах одной строки (напр., Li, Be, В, С, N, О, F, Ne), при переходе же к следующей начинают снова повторяться все свойства предыдущей строки (так, Na вполне аналогичен Li, Mg — Be, Al — В, Si — С и т. д.). Аналогичные же по своим свойствам А. должны иметь аналогичное строение; в частности, мы должны ожидать, что сходными должны быть именно наружные электроны. В самом деле, химические и большинство физических свойств зависят от взаимодействия между А., а при таком взаимодействии главную роль играют наружные электроны, ближе всего подходящие друг к другу. Итак, период, система наводит нас на мысль, что хотя общее число электронов в каждом следующем элементе всегда на единицу больше, чем в предыдущем, и, следовательно, непрерывно растет во всей системе, но число электронов, находящихся в наружном слое и играющих роль в химических явлениях, периодически растет в одной строке и затем снова в следующей строке. Это возможно, если мы представим себе, что электронные орбиты расположены слоями вокруг центрального ядра. В конце каждой строки заканчивается один слой, а в элементах следующей строки нарастает новый наружный слой электронов, тогда как прежние остаются внутри А. и перестают играть роль в химич. сочетаниях между наружными электронами.

Первоначально Бор предполагал, что электроны одного слоя все движутся по общей орбите, следуя друг за другом на равных расстояниях. А. представлялся как плоская лепешка из электронных колец.

Однако, то обстоятельство, что А. в своих проявлениях весьма симметричны в разных направлениях и, собираясь в твердое тело, образуют часто одинаковую по разным направлениям кристаллическую решетку, заставило предположить, что орбиты внешнего слоя расположены под разными углами друг к другу, образуя не плоский круг, а симметричную объемную фигуру. Рассматривая первые строки периодической системы, можно заключить, что число электронов вовнешнем слое растет только до 8, после чего из новых электронов начинает образовываться новый внешний слой, тогда как прежний, уже законченный, слой оказывается внутри А. Слою из 8 электронов мы должны приписать особую законченность, что соответствует тому, что 8 электронов образуют весьма симметричную фигуру. Такими законченными внешними слоями обладают благородные газы. Ближайшие к ним одновалентные щелочные металлы 1-й группы (Li, Na, К) имеют по одной внешней электронной орбите, элементы 2-й группы (Be, Mg, Са) — по две и т. д. Законченный симметричный слой, из 8 электронов является, повидимому, наиболее естественным и прочным. Поэтому элементы первых групп легко отдают свои внешние электроны, обнажая этим путем внутренне законченный слой предыдущего благородного газа. Элементы же последних групп, наоборот, легко приобретают недостающие им для образования законченного слоя лишние электроны. Первые, лишившись отрицательных электронов, образуют положительные ионы металлов, вторые же, с избытком электронов, дают отрицательные ионы металлоидов. Валентность элемента определяется числом электронов в его внешнем слое, к-рые он теряет, превращаясь в ион (в случае положительной валентности металлов), или же  — недостающим до 8 числом электронов, к-рые он приобретает при отрицательной валентности.

[На таблице изображены электронные орбиты нек-рых элементов по представлению Бора. Красным и черным цветом отмечены, попеременно, законченные системы электронов. Числа, сопровождающие название элемента, обозначают его порядковый номер. Значение чисел, относящихся к орбитам электронов, — см. ниже (ст. 45). В более сложных атомах чертеж внутренних орбит упрощен].

Химич, соединения между положительными и отрицательными элементами мы можем объяснить взаимным притяжением положительного и отрицательного иона.

Образование же соединений между аналогичными элементами пока еще не имеет достаточно полного объяснения; во всяком случае, и здесь мы имеем дело с притяжением между отдельными электрически заряженными частями А., связанными, быть может, общими электронными орбитами. Оптические спектры испускаются также внешними электронами; поэтому спектры элементов одного столбца системы Менделеева аналогичны друг другу и меняются по своему строению от столбца к столбцу.

По мере увеличения атомного номера элемента нарастают все новые слои электронных орбит; прежние же остаются внутри А.

Но т. к. одновременно растет и заряд атомного ядра, то сила притяжения, испытываемая данным слоем, становится тем больше, чем выше атомный номер. Так, напр., в гелии мы имеем первую законченную группу из двух электронов, движущихся под влиянием притяжения к ядру с двойным положительным зарядом. В литии та же группа оказывается уже внутренней вокруг ядра с тройным зарядом, а в радии та же