Синтез химических соединений ксенона, криптона и радона развеял, таким образом, миф4 об исключительной устойчивости электронного октета, а способность тяжелых благородных газов вступать в химические взаимодействия получила объяснение в рамках представлений квантовой химии. Можно говорить о новой, весьма интересной странице истории учения о периодичности.
Как ни странно, но определенную злободневность приобрел вопрос о наиболее правильном наименовании элементов подгруппы гелия. Очевидно, названия «благородные газы» или «инертные газы» архаичны, и их можно употреблять лишь в силу традиции. Предлагались для них и другие имена: «аэрофилы»—за склонность скапливаться в атмосфере (Б. В. Некрасов); «аргоноиды» (JI. Полинг), но они не прижились. Достаточно «нейтральным» является название «редкие газы», которое в свое время предложил В. Рамзай.
Проблема редкоземельных элементов. Рост практического использования редкоземельных элементов вызвал необходимость более детального изучения' свойств этой своеобразной совокупности элементов. Была существенно уточнена схема формирования электронных конфигураций атомов на интервале Z от 57 до 71. Ранее считалось, что 5^-электрон, появившийся в атоме лантана, сохраняется в конфигурациях атомов всех последующих редкоземельных элементов. Структура наружных электронных оболочек записывалась как 6&5d, и на этом основании находила простое объяснение предпочтительность проявления лантаном и лантаноидами степени окисления + 3. Но в 1946 г. американский ученый У. Меггере установил, что 5^-электроны содержатся только в атомах лантана, гадолиния и лютеция; позднее было доказано наличие одного 5^-электрона в атоме церия (6fiSd^f). Поэтому казавшееся ранее столь тривиальным объяснение преобладающей трех валентности лантаноидов потребовало новой аргументации. Она основана на предположении, что, вступая в химическое взаимодействие, атомы лантаноидов переходят в возбужденное состояние. В результате один или два 4/-электрона переходят на 5 уровень и приобретают возможность участвовать в валентных связях. Завершение построения под оболочки происходит в атоме иттербия (Z=70), а в атоме лютеция (Z=71) начинается систематическое заполнение 5</-под оболочки. Поэтому иногда лютеций предлагают рассматривать в качестве непосредственного аналога скандия и иттрия. Но гораздо более распространено представление о том, что первым 5^-элементом является лантан (это в действительности так и есть), и он прямой аналог скандия и иттрия. Это отражено в подавляющем большинстве вариантов графического изображения периодической системы. Хотя предлагались и другие способы размещения редкоземельных элементов в таблице Д. И. Менделеева (например, выделение для них дополнительной побочной подгруппы), общепринятым остается совместное размещение лантаноидов и лантана в одной клетке системы с расшифровкой ряда лантаноидов под таблицей.
К настоящему времени все редкоземельные элементы выделены в свободном состоянии. Оказалось, что редкоземельные металлы по свойствам заметно отличаются друг от друга. Поэтому, когда говорят об удивительном химическом подобии лантана и лантаноидов, прежде всего имеют в виду элементы в степени окисления +3.
О вариантах графического изображения периодической системы. За время существования учения о периодичности было предложено большое число вариантов графического изображения периодической системы. В Институте истории естествознания и техники АН СССР проводится работа по их выявлению и анализу. Удалось обнаружить более 500 опубликованных, начиная с 1869 г., вариантов. Среди них подавляющее большинство составляют табличные формы (более 400); остальное приходится на долю так называемых геометрических форм (изображение системы в виде различных пространственных и плоскостных геометрических фигур, аналитических кривых и пр.).
В учебных целях используются исключительно табличные варианты, среди которых можно выделить четыре основные формы: 1) короткую, 2) полудлинную (18-клеточную), 3) длинную (32-клеточную) и 4) лестничную. Наиболее предпочтительной следует рассматривать короткую форму, поскольку она содержит наибольшую информацию о закономерностях изменения свойств химических элементов, их сходствах и различиях.
В чем же заключаются причины многообразия графических вариантов изображения периодической системы элементов?
|