16. О ПОТЕНЦИАЛАХ ИОНИЗАЦИИ АТОМОВ

 

В таблицах экспериментальных значений потенциалов ионизации зашифровано много информации о строении атомов, но, пока, эта информация не используется достаточно эффективно из-за отсутствия конструктивных идей. Знания, которые мы почерпнули из предыдущих глав могли бы внести ясность в этот вопрос (качественно, эти таблицы стали уже ясны и в них нет ни одной "аномальной" цифры), но дело сильно осложняется тем, что энергия связи данного электрона с ядром включает не только электростатическое взаимодействие, но и взаимодействие данного электрона со всеми другими электронами и одновременно действующее магнитное взаимодействие. Кроме того, при удалении электрона происходит перестройка всей электронной структуры атома. При одной и той же структуре электронов, с увеличением заряда ядра эксцентриситет орбит электронов, как мы выяснили на примере гелия, падает сначала резко, затем медленно. Это приводит к упрочнению связи электрона с ядром за счет более близкой к круговой орбиты с одной стороны, и к ослаблению этой связи за счет большего взаимодействия с другими электронами, с другой стороны. У нас имеется аналитическое выражение только для одного из трех одновременно меняющихся параметров - энергии связи данного электрона с ядром, которую из теории водородоподобных атомов можно записать так:

                                                                      (16.1),

где: EZ - потенциал ионизации водородоподобного атома с зарядом ядра Z, а EH - потенциал ионизации атома водорода. Очевидно, что здесь мы имеем тот случай, когда без хорошей математической идеи решить задачу о потенциалах ионизации атомов невозможно. А идея заключается в следующем (кстати, она имеет общий характер и может быть использована для широкого круга аналогичных задач). Введем в формулу (16.1) понятие эффективного заряда:

                       Zэфф=AZ                                                (16.2),

где А отражает совместное влияние взаимодействия электронов между собой и магнитное взаимодействие. Подставим (16.2) в (16.1) и преобразуем к виду:

                                                         (16.3),

где: EMn - n-ый потенциал ионизации М-подобного атома, EM1 - первый потенциал ионизации M-подобного атома, Z - заряд иона, который образуется при удалении данного электрона, A - параметр, зависящий от строения электронных оболочек M-подобного атома.

Формула (16.3) будет справедлива, при A=const, только при Z, т.к. форма орбит электронов зависит от Z, особенно при малых Z. Чаще всего в таблицах приводят экспериментальные значения первых десяти потенциалов ионизации и даже этого совершенно недостаточно, чтобы вычислить точное значение параметра A в формуле (16.3). Чтобы решить этот вопрос, опишем экспериментальные значения потенциалов ионизации М-подобных атомов любым эмпирическим выражением, но с непременным условием, чтобы оно при Z давало формулу (16.3). Тогда не требуется знать большой ряд потенциалов ионизации и параметр А можно вычислить с любой точностью для любого М-подобного атома.

Например, для первых трех периодов таблицы Менделеева предлагаю следующую полуэмпирическую зависимость (вывод ее не приводится, т.к. не представляет интереса, параметр В в этой зависимости также не имеет значения):

                              (16.4).

Выражение (16.4) при Z  дает (16.3), что является необходимым условием.

   Для бороподобных атомов (в качестве примера), в (16.4): А=0,63406, В=0,06633. Сравнение экспериментальных значений энергии ионизации с расчетом по (16.4) приведено в таблице 16.1.

                                             Таблица 16.1.

Бороподобный атом

C+1

N+2

O+3

F+4

Ne+5

 

Z

2

3

4

5

6

Е эксп. (эв)

24,376

47,426

77,39

114,21

157,9

Е по (57),эв

24,376

47,350

77,25

114,06

157,8

Бороподобный атом

Na+6

Mg+7

Al+8

Si+9

 

Z

7

8

9

10

Е эксп. (эв)

208,44

256,84

330,1

401,3

Е по (57),эв

208,37

256,83

330,1

401,3

 Поскольку ошибка не превышает 0,2%, будем считать выражение (16.4) удовлетворительным для практического пользования.

Значения параметра А для элементов первых трех периодов приведены в таблице 16.2.

                                                                                              Таблица 16.2.

Элемент

H

He

Li

Be

B 

A

1,00000

0,74271

0,78910

0,60122   

0,63406

Элемент

 C

N

O

F

Ne

A

0,54574

0,48029

0,49382

0,43789

0,39704

Элемент

Na

Mg

Al

Si

P

A

0,54411

0,45078

0,50804

0,44081

0,39181

Элемент

S

Cl

Ar

 

A

0,39043

0,35119

0,31984

 

 

Для всех остальных элементов выражение (16.4) уже не позволяет достаточно точно вычислить параметр А из-за совершенно другого строения оболочек (см. табл. 15.1) и требуется другое эмпирическое выражение, которое нас сейчас интересовать не будет, поскольку принцип ясен.

Из-за того, что параметр А освобожден от влияния взаимодействия электрона с ядром и его значение не зависит от строения М-подобного атома (в том числе и от перестройки электронной структуры при удалении данного электрона), очевидно, что электроны, образующие одну и ту же оболочку атома и находящиеся от его ядра на одном и том же расстоянии должны иметь и одинаковую энергию ионизации E0 (опять противоречие с принципом Паули):

                                                             (16.5).

Понятно, что в первом коротком периоде E0=13,595 эв, т.е. равна энергии ионизации атома водорода. Действительно, для гелия: E0 = EHe1×A2 = 24,58×0,74271= 13,559 эв, поэтому величина 24,58 - 13,559 = 11,021 эв обусловлена, в основном, магнитным взаимодействием двух электронов в атоме гелия (если не принимать в расчет гравидинамическое взаимодействие). Для элементов второго периода E0=3,3535 эв, а третьего периода E0=1,5771 эв. Подставляя эти значения в (16.5), найдем первые потенциалы ионизации этих элементов, они представлены в таблице 16.3.

Таблица 16.3.

Элемент

Li

Be

B

C

N

Е экс. (эв)

5,39

9,32

8,296

11,264

14,54

Е по (16.5), (эв)

5,39

9,28

8,341

11,259

14,54

Элемент

O

F

Ne

Na

Mg

Е экс. (эв)

13,614

17,418

21,559

5,138

7,644

Е по (16.5),  (эв)

13,752

17,493

21,273

5,327

7,761

Элемент

Al

Si

P

S

Cl

Е экс. (эв)

5,984

8,149

10,55

10,357

13,01

Е по (16.5),  (эв)

6,110

8,116

10,27

10,346

12,79

Элемент

Ar

 

Е экс. (эв)

15,755

 

Е по (16.5), (эв)

15,416

 

 

Структурный параметр А полностью коррелирует с тем электронным строением атомов, которое мы установили ранее. Как и следовало ожидать, строение атома полностью определяет энергию связей электронов в его составе. Подтвердилось оболочечное размещение электронов вокруг ядра. Показано существенное влияние магнитного взаимодействия на энергию связи электрона с атомом (в которое включается и гравидинамическое взаимодействие, но оно в данном случае незначительно). Экспериментальные потенциалы ионизации полностью соответствуют строению атомов, изложенному в этой книге.

 

16.1. Структура ионов

 

 

 


На фигуре 16.1.1 представлена зависимость энергии ионизации ионов различных элементов от общего количества электронов, принадлежащих иону. При 10 электронах электронная конфигурация ионов соответствует неону, а при 18 электронах – аргону. Поэтому при последующей ионизации таких ионов наблюдается резкое увеличение энергии ионизации, т.к. приходится разрушать заполненную электронную оболочку инертных газов. Подобие кривых рис. 16.1.1 доказывает подобие электронной структуры соответствующих ионов. Здесь только надо добавить, что хотя электронные структуры ионов с одним и тем же общим числом электронов подобны, но сами электроны расположены гораздо ближе к ядру для многозарядных ионов, что вполне естественно.

На рис. 16.1.2 для электронной конфигурации ионов, соответствующей аргону, приведены энергии ионизации E в зависимости от заряда ядра иона (кривая 1) и эти же значения, подсчитанные по формуле  (кривая 2). В сравнении с пунктирной прямой видно, что с увеличением заряда ядра при одной и той же конфигурации электронов энергия ионизации пропорциональна квадрату заряда ядра. Чем больше заряд иона, тем точнее выполняется квадратичная зависимость, т.е. взаимодействием электронов между собой в этом случае можно пренебречь.

Для того чтобы получить спектральную линию в оптическом диапазоне, нужна потеря избыточной энергии электрона, порядка 5-10 эв. В то же время, энергия связи электрона в ионе Fe+13 излучающего зеленую линию «корония» в спектре Солнца составляет примерно 450 эв. Этот ион имеет 13 электронов и их конфигурация подобна электронной конфигурации алюминия. Эксцентриситет орбиты возбужденного электрона равен отношению избыточной энергии к энергии связи. В рассматриваемом случае этот эксцентриситет приблизительно равен 0,015. Орбиты с таким малым эксцентриситетом находятся вблизи основного состояния (круговая орбита) поэтому метастабильны – электронам необходимо значительно большее время для перехода в основное состояние. В подобных случаях мы можем наблюдать «запрещенные» (в терминах официальной физики) спектральные линии, если ион находится в очень разреженной среде и не может растерять избыточную энергию при столкновениях с другими частицами.

 

 

 


 

16.2. Расчет потенциалов ионизации

 

Кто хоть однажды видел спектры сложных атомов, тот сможет посочувствовать астрономам, которые вынуждены разбираться в тысячах спектральных линий не только данного элемента, но и в их смеси с другими элементами, как это реально наблюдается в космических объектах. В результате перед глазами исследователя появляется такой штрих-код в котором практически невозможно разобраться. Предположим, что мы имеем набор спектров всех предполагаемых элементов, существующих на исследуемом объекте. Тогда современная компьютерная техника сможет разделить спектр сложной смеси на спектры отдельных элементов. Но здесь есть еще одна серьезная трудность: мы не знаем спектры многозарядных ионов. Например, в короне Солнца наблюдается яркая зеленая линия ионов Fe+13 (ее приписывали новому элементу «коронию»). А какой весь спектр этого иона и подобных ему? Его невозможно воспроизвести в лабораторных условиях, а чтобы сделать теоретический расчет, надо, по крайней мере, знать потенциалы ионизации перехода Fe+12Fe+13Fe+14, которые также невозможно определить экспериментально. Данная глава поможет выйти из этой безвыходной ситуации и рассчитать потенциалы ионизации любых многозарядных ионов с высокой точностью.

Новая физика представляет формирование атомных спектров таким образом. Все электроны атома находятся в основном состоянии и ничего не излучают. У каждого электрона это состояние строго индивидуально. Если атом хорошенько встряхнуть, то полученная энергия перераспределяется между всеми электронами и они займут каждый свое индивидуальное возбужденное состояние. При возвращении в основное состояние каждый электрон будет излучать несколько серий спектральных линий, число линий в каждой серии, в принципе, бесконечно. Только предел каждой серии указывает, что электрон снова занял основное состояние. При увеличении заряда ядра плотность энергетических состояний вблизи основного состояния увеличивается, поэтому расстояние между спектральными линиями изменяется. Но как бы велика не была энергия связи электрона с ядром, вблизи основного состояния он будет излучать фотоны оптического и инфракрасного диапазона. На основе изложенного механизма формирования атомных спектров становится понятной появление спектров, содержащих многие тысячи линий.

В главе 16 приведены эмпирические зависимости для расчета потенциалов ионизации, но их нельзя признать удовлетворительными. В главе 16.1 (фигура 16.1.1) показано, что структура ионов с одинаковым числом электронов подобна, а на фигуре 16.1.2 показано, что энергия ионизации в степени ½ начиная с Z+5 и выше практически линейно зависит от заряда ядра (при одном и том же числе электронов). При заряде <Z+5 взаимодействие электронов между собой (магнитное и электростатическое) уменьшает потенциал ионизации, насколько уменьшается потенциал ионизации в каждом конкретном случае невозможно посчитать, как невозможно решить задачу многих тел. При достаточно большом заряде ядра взаимодействие электронов между собой практически не влияет на взаимодействие с ядром, поэтому функция E(ион)^1/2 ~ Z становится линейной.

Автор, пользуясь данными «Справочник химика», т.1, 1963, стр. 325-327 не поленился составить расчетные уравнения для всех элементов, данные по энергии ионизации (эв) которых доступны. Результаты представлены в таблице 16.2.1. В первой колонке – символ элемента, во второй колонке – заряд ядра этого элемента, в третьей колонке – формула для расчета энергии ионизации любых ионов, которые содержат количество электронов, равное номеру формулы (и только это количество!), в последующих колонках приводится сравнение экспериментального значения энергии ионизации ионов с расчетом по указанной формуле. Например, посчитаем энергию ионизации иона Fe+12. Заряд ядра железа 26, в указанном ионе содержится 26-12=14 электронов. Следовательно этот ион относится к Si-подобным атомам (по аналогии с водородоподобными атомами, содержащими один электрон). Поэтому расчетная формула будет №14: E14=(1,302Z-14,783)2. Мы в эту формулу должны подставить Z=26. В результате получим искомый потенциал ионизации 363,63 эв. Для иона Fe+14 аналогичные расчеты по формуле 12 дадут 460,92 эв.

Таблица 16.2.1.

Символ элемента

 

Заряд ядра Z

 

Расчетная формула

 

Заряд ядра

Z+4

Z+5

Z+6

 

Z+7

 

Z+8

 

Z+9

 

H

1

E1=(3,688Z)2

Е(эксперимент)

340,03

489,65

666,47

870,49

1101,71

1360,13

Е(расчет)

340,03

489,65

666,47

870,49

1101,71

1360,13

He

2

E2=(3,701Z-2,441)2

 

Е(эксперимент)

391,99

551,93

739,11

953,8

1195,4

1464,7

Е(расчет)

390,65

550,65

738,05

952,83

1195

1454,5

Li

3

E3=(1,852Z-3,062)2

 

Е(эксперимент)

97,86

138,08

185,14

239,1

299,7

367,2

Е(расчет)

98,05

138,16

185,12

238,95

299,64

367,18

Be

4

E4=(1,857Z-4,182)2

 

Е(эксперимент)

113,87

157,12

207,2

264,2

328

398,6

Е(расчет)

113,93

157.03

207.01

263,9

327,68

398,36

B

5

E5=(1,869Z-6,134)2

 

Е(эксперимент)

114,21

157,9

208,44

265,84

330,1

401,3

Е(расчет)

114,21

157,65

208,08

265,49

329,89

401,28

C

6

E6=(1,881Z-7,59)2

 

Е(эксперимент)

126,4

172,4

225,3

285,13

351,8

425,4

Е(расчет)

125,89

171,64

224,46

284,36

351,34

425,39

N

7

E7=(1,881Z-8,918)2

 

Е(эксперимент)

138,6

186,8

241,8

304

372,8

448,5

Е(расчет)

138,6

186,43

241,34

303,32

372,37

448,51

O

8

E8=(1,891Z-10,806)2

 

Е(эксперимент)

141,23

190,42

246,41

309,3

378,9

455,3

Е(расчет)

141,28

189,8

245,49

308,32

378,3

455,44

F

9

E9=(1,905Z-12,404)2

 

Е(эксперимент)

153,8

205,1

263,3

328,4

400,3

479

Е(расчет)

152,79

203,52

261,5

326,74

399,24

479

Ne

10

E10=(1,915Z-13,94)2

 

Е(эксперимент)

166,73

220,41

280,99

348,5

422,6

503,8

Е(расчет)

165,64

218,6

378,89

346,52

421,48

503,78

Na

11

E11=(1,303Z-11,524)2

 

Е(эксперимент)

65,01

88

114,2

143,4

176

211,3

Е(расчет)

64,34

86,94

112,93

142,32

175,11

211,29

Mg

12

E12=(1,296Z-12,227)2

 

Е(эксперимент)

72,5

96,6

123,9

154,3

187,9

224,9

Е(расчет)

72,4

96,14

123,23

153,69

187,5

224,67

Al

13

E13=(1,293Z-13,719)2

 

Е(эксперимент)

67,8

91,3

117,9

143,3

180,2

216,9

Е(расчет)

68,26

91,3

117,68

147,4

180,47

216,88

Si

14

E14=(1,302Z-14,783)2

 

Е(эксперимент)

75

99,4

127,9

159,2

193,1

230,2

Е(расчет)

74,87

99,1

126,72

157,73

192,13

229.92

P

15

E15=(1,319Z-15,977)2 

 

Е(эксперимент)

82,6

109

139

172

206

246

Е(расчет)

82,52

108,22

137,4

170,07

206,21

245,83

S

16

E16=(1,311Z-16,995)2

 

Е(эксперимент)

84

111

141

174

209

249

Е(расчет)

85,1

111

140,35

173,13

209,35

249

Cl

17

E17=(1,321Z-18,16)2

 

Е(эксперимент)

91,8

119

151

185

221

262

Е(расчет)

91,8

118,85

149,4

183,44

220,97

261,99

Ar

18

E18=(1,33Z-19,27)2

 

Е(эксперимент)

99,8

128,9

161,1

196,4

234,4

276,9

Е(расчет)

99,8

128,14

160,02

195,44

234,4

276,89

K

19

E19=(1,362Z-23,176)2

 

Е(эксперимент)

65,2

90,6

120

151

185,9

224

Е(расчет)

66,42

90,48

118,24

149,72

184,91

223,8

Ca

20

E20=(1,381-24,525)2

 

Е(эксперимент)

73

100

130

163

200

241

Е(расчет)

74,29

100

129,53

162,87

200,02

240,99

Sc

21

E21=(1,4Z-26,272)2

 

Е(эксперимент)

76

103

133

168

206

247

Е(расчет)

76,18

102,58

132,89

167,13

205,29

247,37

Ti

22

E22=(1,515Z-30,497)2

 

Е(эксперимент)

79

109

143

182

224

271

Е(расчет)

79,08

108,33

142,16

180,58

223,59

271,19

V

23

E23=(1,542Z-32,601)2

 

Е(эксперимент)

82

113

148

188

231

280

Е(расчет)

81,59

111,83

146,82

186,57

231,07

280,33

Cr

24

E24=(1,528Z-33,879)2

 

Е(эксперимент)

79

109

144

183

226

274

Е(расчет)

79,3

108,85

143,06

181,95

225,51

273,74

Mn

25

E25=(1,529Z-35,193)2

 

Е(эксперимент)

83

114

149

189

234

282

Е(расчет)

83,69

114

148,99

188,65

232,99

282

Fe

26

E26=(1,549Z-37,156)2

 

Е(эксперимент)

86

118

155

196

241

291

Е(расчет)

86,75

118

154,06

194,91

240,56

291

Co

27

E27=(1,557Z-38,75)2

 

Е(эксперимент)

90

123

160

202

248

300

Е(расчет)

90,57

122,63

159,54

201,3

247,9

299,36

Ni

28

E28=(1,338Z-32,854)2

 

Е(эксперимент)

93,4

127,5

155

193

234

277

Е(расчет)

99,24

127,69

159,72

195,33

234,52

277,29

Cu

29

E29=(1,061Z-27)2

 

Е(эксперимент)

62,9

82,1

103

126

150

177

Е(расчет)

64,21

82,34

102,72

125,35

150,23

177,37

Zn

30

E30=(1,102Z-29,148)2

 

Е(эксперимент)

68,3

88,6

111

136

162

191

Е(расчет)

69,22

88,77

110,75

135,16

162

191,27

Ga

31

E31=(1,073Z-29,767)2

 

Е(эксперимент)

59,7

78,5

99,2

122,3

146,2

173

Е(расчет)

60,65

78,52

98,68

121,15

145,93

173

Ge

32

E32=(1,119Z-32,233)2

 

Е(эксперимент)

64,7

84,4

106

129

154

186

Е(расчет)

64,82

84,09

105,86

130,14

156,93

186,21

As

33

E33=(1,053Z-30,298)2

 

Е(эксперимент)

71

90,8

116

139

165

194

Е(расчет)

75.05

94,4

115,97

139,76

165,77

193,99

Se

34

E34=(1,08Z-32,476)2

 

Е(эксперимент)

71,6

93

116

141

167

195

Е(расчет)

73,34

93,01

115

139,33

166

195

Br

35

E35=(1,19Z-37,663)

 

Е(эксперимент)

77

99,4

124

153

183

216

Е(расчет)

76,51

98,74

123,81

151,71

182,44

216

Kr

36

E36=(1,123Z-35,535)2

 

Е(эксперимент)

82,3

110,4

131

161

192

225

Е(расчет)

88,08

110,42

135,28

162,66

192,57

225

Rb

37

E37=(1,252Z-44,25)2

 

Е(эксперимент)

50

67

94

119

147

178

Е(расчет)

50,15

69,45

91,89

117,46

146,17

178

Sr

38

E38=(1,239Z-44,558)2 

 

Е(эксперимент)

61,2

76

100

126

155

187

Е(расчет)

55,95

76,02

99,16

125,37

154,65

187,01

Y

39

E39=(1,238Z-45,46)2

 

Е(эксперимент)

59

81

105

132

162

195

Е(расчет)

60,43

81,22

105,06

131,97

161,95

194,99

Zr

40

E40=(1,263Z-47,604)2

 

Е(эксперимент)

63

85

111

139

170

204

Е(расчет)

63,49

85,21

110,12

138,23

169,52

204

Nb

41

E41=(1,277Z-49,256)2

 

Е(эксперимент)

67

90

116

146

178

213

Е(расчет)

67,39

89,98

115,84

144,96

177,34

212,98

Mo

42

E42=(1,28Z-50,754)2

 

Е(эксперимент)

66

89

115

144

176

211

Е(расчет)

66,03

88,47

114,19

143,18

175,46

211

Tc

43

E43=(1,293Z-52,404)2

 

Е(эксперимент)

70

94

121

151

184

220

Е(расчет)

70

93,32

119,97

149,96

183,3

219,99

Ru

44

E44=(1,308Z-54,191)2

 

Е(эксперимент)

73

98

126

157

192

229

Е(расчет)

73,84

98,03

125,64

156,67

191,13

229,01

Rh

45

E45=(1,335Z-56,663)2

 

Е(эксперимент)

77

103

132

164

200

238

Е(расчет)

76,6

101,75

130,46

162,74

198,58

237,99

Pd

46

E46=(1,273Z-54,015)2

 

Е(эксперимент)

91

119

149

182

218

256

Е(расчет)

92,83

116,98

148,38

181,01

216.88

256

Ag

47

E47=(1,065Z-46,328)2

 

Е(эксперимент)

63,8

83

104

126

150

158

Е(расчет)

63,79

81,94

102,35

125,04

150

177,21

Cd

48

E48=(0,944Z-40,963)2

 

Е(эксперимент)

66

83

102

122

144

165

Е(расчет)

66,02

82,25

100,26

120,06

141,63

164,99

In

49

E49=(0,938Z-41,289)2

 

Е(эксперимент)

71

89

108

127

151

172

Е(расчет)

70,98

87,67

106,11

126,31

148,28

172

Sn

50

E50=(1,023Z-47,629)2

 

Е(эксперимент)

57

74

93

114

137

162

Е(расчет)

57,96

74,58

93,3

114,1

137,01

162

Sb

51

E51=(1,041Z-49,383)2

 

Е(эксперимент)

62

80

100

122

146

171

Е(расчет)

61,97

79,44

99,08

120,89

144,86

171,01

Te

52

E52=(1,056Z-51,263)2

 

Е(эксперимент)

62

80

100

122

147

173

Е(расчет)

61,98

79,73

99,7

121,9

146,34

173

J

53

E53=(1,066Z-52,638)2

 

Е(эксперимент)

66

85

106

129

154

181

Е(расчет)

66

84,46

105,18

128,19

153,46

181,01

Xe

54

E54=(1,06Z-53,105)2

 

Е(эксперимент)

70

89

111

135

161

187

Е(расчет)

70,14

89,02

110,14

133,52

159,14

187,01

 НЕТ ДАННЫХ

Е(эксперимент)

 

 

 

 

 

 

Е(расчет)

 

 

 

 

 

 

Tu

69

E69=(1,075Z-71,767)2

 

Е(эксперимент)

45

61

79

99

121

146

Е(расчет)

45

60,57

78,46

98,66

121,18

146

Yb

70

E70=(1,088Z-73,583)2

 

Е(эксперимент)

48

65

89

104

127

153

Е(расчет)

48,01

64,27

82,9

103,9

127,26

152,99

Lu

71

E71=(1,091Z-74,671)2

 

Е(эксперимент)

51

68

88

109

133

159

Е(расчет)

51,18

67,98

87,16

108,72

132,66

158,99

Hf

72

E72=(1,1Z-76,216)2

 

Е(эксперимент)

54

72

92

114

139

166

Е(расчет)

54,52

71,98

91,85

114,15

138,86

166

Ta

73

E73=(1,123Z-78,933)2

 

Е(эксперимент)

57

75

96

120

145

173

Е(расчет)

56,82

75,01

95,73

118,96

144,72

173

W

74

E74=(1,126Z-80,458)2

 

Е(эксперимент)

55

73

94

117

142

169

Е(расчет)

54,32

72,18

92,58

115,52

140,99

169

Re

75

E75=(1,123Z-81,066)2

 

Е(эксперимент)

58

77

98

112?

148

176

Е(расчет)

58,54

76,98

97,95

121,44

147,45

175,99

Os

76

E76=(1,144Z-83,712)2

 

Е(эксперимент)

61

81

103

127

154

183

Е(расчет)

60,96

80,14

101,93

126,34

153,36

183,01

Ir

77

E77=(1,157Z-85,718)2

 

Е(эксперимент)

64

84

107

132

160

190

Е(расчет)

63,98

83,83

106.36

131,56

159,44

190

Pt

78

E78=(1,137Z-84,883)2

 

Е(эксперимент)

69,7

94,4

112

138

166

197

Е(расчет)

69,74

90,02

112,89

138,34

166,38

197,01

Au

79

E79=(Z-75,51)2

 

Е(эксперимент)

56

73

91

111

133

156

Е(расчет)

56,1

72,08

90,06

110,04

132,02

156

Hg

80

E80=(0,999Z-76,105)2

 

Е(эксперимент)

61

78

97

117

140

164

Е(расчет)

61,01

77,62

96,22

116,81

139,4

163,99

Tl

81

E81=(0,98Z-76,158)2

 

Е(эксперимент)

51

67

84

103

123

145

Е(расчет)

51,01

65,97

82,85

101,65

122,37

145,01

Pb

82

E82=(0,996Z-78,226)2

 

Е(эксперимент)

55

71

89

109

130

154

Е(расчет)

55,2

71

88,77

108,53

130,28

154,01

Bi

83

E83=(1,01Z-80,192)2

 

Е(эксперимент)

59

76

95

115

138

162

Е(расчет)

58,95

75,48

94,05

114,66

137,31

162

Po

84

E84=(1,01Z-81,215)2

 

Е(эксперимент)

59

76

94

115

137

?

Е(расчет)

58,75

75,26

93.8

114,38

137,01

?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.3.  Значения коэффициентов в формулах энергии ионизации

 

Значения коэффициентов в формулах энергии ионизации вида EN=(AZ-B)2 из главы 16.2.

Где N численно равно заряду ядра элемента (номеру формулы главы 16.2), а Z – заряду ядра любого иона любого элемента с таким же общим числом электронов, как у элемента N.

 Таблица 16.3.1

N

A

B

N

A

B

N

A

B

Примечание

1

3,688

0,000

25

1,529

35,193

49

0,938

41,289

В скобках указано число электронов в оболочке или подоболочке таблицы 15.1

2

3,701    (2)

2,441

26

1,549

37,156

50

1,023

47,629

3

1,852

3,062

27

1,557

38,750

51

1,041

49,383

4

1,857

4,182

28

1,338   (8)

32,854

52

1,056

51,263

 

5

1,869

6,134

29

1,061

27,000

53

1,066

52,638

 

6

1,881

7,590

30

1,102   (2)

29,148

54

1,060   (6)

53,105

Для элементов с z=55 до z=68 нет данных

7

1,881

8,918

31

1,073

29,767

69

1,070

71,767

8

1,891

10,806

32

1,119

32,233

70

1,088

73,583

 

9

1,905

12,404

33

1,053

30,298

71

1,091   (16)

74,871

 

10

1,915    (8)

13,940

34

1,080

32,476

72

1,100

76,216

 

11

1,303

11,524

35

1,190

37,663

73

1,123

78,933

 

12

1,296

12,227

36

1,123   (6)

35,535

74

1,126

80,458

 

13

1,293

13,719

37

1,252

44,250

75

1,123

81,066

 

14

1,302

14,783

38

1,239    (2)

44,558

76

1,144

83,712

 

15

1,319

15,977

39

1,238

45,460

77

1,157

85,718

 

16

1,311

16,995

40

1,263

47,604

78

1,137

84,883

 

17

1,321

18,160

41

1,277

49,256

79

1,000   (8)

75,510

 

18

1,330   (8)

19,270

42

1,280

50,754

80

0,999

76,105

 

19

1,362

23,176

43

1,293

52,404

81

0,980   (2)

76,158

 

20

1,381   (2)

24,525

44

1,308

54,191

82

0,996

78,226

 

21

1,400

26,272

45

1,335

56,663

83

1,010

80,192

 

22

1,515

30,497

46

1,273   (8)

54,015

84

1,010

81,215

 

23

1,542

32,601

47

1,065

46,328

 

 

 

 

24

1,528

33,879

48

0,944   (2)

40,963

 

 

 

 

 

 

На фигуре 16.3.1 показан ход изменения коэффициента A в зависимости от заряда ядра, а на фигуре 16.3.2 – аналогичный ход

 

 


изменения коэффициента B. Поскольку коэффициент B, в среднем, пропорционален заряду ядра, на фигуре 16.3.2 проведена пунктирная линия прямой пропорциональности. Из таблицы 16.3.1 и графиков четко видна корреляция коэффициентов A и B со степенью заполнения электронных оболочек и подоболочек таблицы 15.1 главы 15 и это подтверждает правильность новой формы таблицы Менделеева.