18.1. Електронні структури Літію, Берилію, Бору, Силіцію і споріднених з ними елементів

Електронні конфігурації атомів перших елементів I, II, III і IV груп наведено в табл. 5.4. Розподіл електронів за орбіталями в цій таблиці точно такий самий, як і на діаграмі енергетичних рівнів електронних оболонок і підоболонок елементів (рис. 5.6).

Елементи I групи мають на один електрон більше, ніж аргоноїди, що передують їм; елементи II групи мають на два електрони більше, а елементи III групи — на три електрони більше. Зовнішня оболонка кожного атома складається з октета електронів, причому два з них належать до s-орбіталі, а шість — до трьох p-орбіталей цієї оболонки. Один, два і три зовнішні електрони металічних елементів легко відокремлюються від атомів, і при цьому утворюються катіони Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Be²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Al³⁺, Sc³⁺, Y³⁺ і La³⁺. Кожен із цих елементів утворює лише один головний ряд сполук, у яких він має ступінь окиснення +1 для I групи, +2 для II групи і +3 для III групи. Металоїд Бор також утворює сполуки зі ступенем окиснення +3, проте катіон B³⁺ нестійкий.

У послідовності елементів Карбон іде одразу за Бором, а Силіцій — за Алюмінієм, але потім елементи IV групи періодичної системи — Германій, Станум і Плюмбум — значно віддалені від відповідних елементів III групи — Скандію, Ітрію і Лантану. Германій від Скандію відокремлений десятьма елементами перехідного ряду Феруму, Станум від Ітрію відокремлений десятьма елементами перехідного ряду Паладію, а Плюмбум від Лантану — десятьма елементами перехідного ряду Платини і чотирнадцятьма лантаноїдами*.

Кожен з елементів IV групи має чотири валентні електрони, що займають s- і p-орбіталі зовнішньої оболонки. Максимальний ступінь окиснення цих елементів дорівнює +4. Усі сполуки Силіцію відповідають цьому ступеню окиснення. Германій, Станум і Плюмбум утворюють два ряди сполук, що характеризуються ступенями окиснення +4 і +2, причому для Плюмбуму важливішим є останній ступінь окиснення.

* Серед хіміків існують деякі розбіжності щодо такого розподілу елементів на групи періодичної системи. Автор описав перехідні елементи як елементи, що займають положення між III і IV групами довгих періодів періодичної таблиці. Згідно з іншою, майже так само поширеною думкою, ці елементи займають положення між II і III групами (підрозд. 16.2).