Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія
Электронные структуры элементов IIIa, IVa, Va, и VIa групп, соответствующие диаграмме энергетических уровней (рис. 5.6), приведены в табл. 19.7. Все эти элементы имеют один или два электрона на s-орбитали внешней оболочки. Кроме того, у этих элементов имеется два, три, четыре или пять электронов на d-орбиталях предшествующей оболочки. Предполагается, и это показано на рис. 5.6, что самые тяжелые элементы рассматриваемых групп — торий, протактиний, уран и нептуний — имеют дополнительно от двух до пяти электронов соответственно на 5f-подоболочке, а не на 6d-подоболочке.
Таблица 19.7. Электронные структуры титана, ванадия, хрома, марганца и родственных им элементов
| Атомный номер | Элемент | Оболочки и подоболочки | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K | L | M | N | O | P | ||||||||||
| 1s | 2s | 2p | 3s | 3p | 3d | 4s | 4p | 4d | 4f | 5s | 5p | 5d | 6s | ||
| 22 | Ti | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 2 | 2 | |||||||
| 23 | V | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 3 | 2 | |||||||
| 24 | Cr | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 5 | 1 | |||||||
| 25 | Mn | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 5 | 2 | |||||||
| 40 | Zr | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 2 | 2 | ||||
| 41 | Nb | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 4 | 1 | ||||
| 42 | Mo | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 5 | 1 | ||||
| 43 | Tc | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 5 | 2 | ||||
| 72 | Hf | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 10 | 14 | 2 | 6 | 2 | 2 |
| 73 | Ta | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 10 | 14 | 2 | 6 | 3 | 2 |
| 74 | W | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 10 | 14 | 2 | 6 | 4 | 2 |
| 75 | Re | 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 2 | 6 | 10 | 14 | 2 | 6 | 5 | 2 |
Степень окисления +2, отвечающая потере двух электронов, представляется наиболее важной для всех указанных выше элементов, в частности для элементов первого длинного периода, образующих ионы Ti2+, V2+, Cr2+ и Mn2+. Соединения этих элементов отвечают также целому ряду других степеней окисления, связанных с потерей электронов или с совместным владением дополнительными электронами. Максимальная степень окисления соответствует потере или совместному владению всеми электронами d-орбиталей следующей (внутренней) оболочки наряду с двумя электронами внешней оболочки. Отсюда следует, что максимальные степени окисления для титана, ванадия, хрома и марганца равны соответственно +4, +5, +6 и +7.