А важно то, что различия между этими десятью элементами (от скандия до цинка) заключаются в количестве электронов на подоболочке 3d, в то время как на внешней 4s подоболочке у всех (или почти у всех) количество электронов одинаково. Эти элементы называются переходными элементами. Они мало отличаются друг от друга по свойствам, в то время как разница между элементами от водорода до кальция (у которых по-разному заполняется именно внешняя подоболочка) очевидна.
Кобальт, железо и никель настолько похожи друг на друга, что ученые объединяют их в одно семейство элементов.
Однако модель атома Льюиса — Ленгмюра не допускает изменения количества электронов на внутренних оболочках и поэтому неприменима к переходным элементам, а ведь 3/5 всех элементов являются именно переходными.
У цинка третья электронная оболочка (18) и подоболочка 4s (6) заполнены полностью, поэтому в атомах элементов с большим атомным числом заполняется подоболочка 4p.
Элемент |
Количество электронов на |
Атомное число |
1s |
2s |
3s |
4s |
4p |
2p |
3p |
3d |
Галлий |
2 |
8 |
18 |
2 |
1 |
31 |
Германий |
2 |
8 |
18 |
2 |
2 |
32 |
Мышьяк |
2 |
8 |
18 |
2 |
3 |
33 |
Селен |
2 |
8 |
18 |
2 |
4 |
34 |
Бром |
2 |
8 |
18 |
2 |
5 |
35 |
Криптон |
2 |
8 |
18 |
2 |
6 |
36 |
У этих шести элементов подоболочки s и p заполнены так же, как у соответствующих элементов от алюминия до аргона и от бора до неона, поэтому галлий обладает свойствами, схожими с алюминием и бором, германий — с углеродом и кремнием и т. д. У криптона на 4s два электрона, а на 4p — 6 электронов, значит, криптон является благородным газом.
4d (10 электронов) и 4f (14 электронов) подоболочки четвертой электронной оболочки перекрывают внутреннюю 55 под-оболочку пятой электронной оболочки.
Элемент |
Количество электронов на |
Атомное число |
1s |
2s |
3s |
4s |
4d |
4f |
5s |
2p |
3p |
4p |
3d |
Рубидий |
2 |
8 |
18 |
8 |
— |
— |
1 |
37 |
Стронций |
2 |
8 |
18 |
8 |
—
|
—
|
2 |
38 |
У следующих элементов заполняется 4d подоболочка, значит, они так же, как и элементы от скандия до цинка, являются переходными.
Элемент |
Количество электронов на |
Атомное число |
1s |
2s |
3s |
4s |
4d |
4f |
5s |
2p |
3p |
4p |
3d |
Иттрий |
2 |
8 |
18 |
8 |
1 |
—
|
2 |
39 |
Цирконий |
2 |
8 |
18 |
8 |
2 |
— |
2 |
40 |
Ниобий |
2 |
8 |
18 |
8 |
4 |
— |
1 |
41 |
Молибден |
2 |
8 |
18 |
8 |
5 |
— |
1 |
42 |
Технеций |
2 |
8 |
18 |
8 |
5 |
_ |
2 |
43 |
Рутений |
2 |
8 |
18 |
8 |
7 |
— |
1 |
44 |
Родий |
2 |
8 |
18 |
8 |
8 |
— |
1 |
45 |
Палладий |
2 |
8 |
18 |
8 |
10 |
— |
— |
46 |
Серебро |
2 |
8 |
18 |
8 |
10 |
— |
1 |
47 |
Кадмий |
2 |
8 |
18 |
8 |
10 |
—
|
2 |
48 |
У следующих шести элементов заполняется 5p подоболочка, они не являются переходными, а соотношение электронов на s и p у них такое же, как и группы элементов от бора до неона.