相对论性效应对元素化学性质的影响:第三过渡系元素

在讨论过渡元素化学性质时,一般都强调第二和第三过渡系同族元素性质的类似性,并把它归因于所谓镧系收缩,认为由于全满4f电子层的屏蔽作用不佳,作用于外层5d和6s电子上的有效核电荷较大,因而使第三过渡系元素的原子和离子发生收缩,以致与第二过渡系伺族元素的半径相近,化学性质类似。但是,在强调运两个过渡系性     

对称性与元素周期律(之二)

在自然界中,不论是微观世界或是宏观世界,对称性是普遍存在的。一般说来,同一物质对称性越高越稳定,所以各物质在一定条件下尽量取高对称状态。这一点对于原子也是成立的。元素是具有相同化学性质的一类原子的总称,元素按原子序数(核电荷数)的排列构成了元素周期表。由于原子具有对称性质,所以认识元素周期律不仅从原子序数(核电荷、核外电子)上,还应从原子的对称性上来理解。对称性可以利用群论的知识来描写。原子波函数是三维旋转群的不可约表示基函     

主族元素性质的相关性

元素的性质是原子序数的周期性函数，这个规律称为元素周期律。根据元素周期律，人们把迄今为止已发现的110种元素组成一个系统，即元素周期系。在元素周期系里，随着原子序数的增加，电子在原子核外依次排列而周期性地形成了类似的结构体系。这里强调“类似”是由于没有两个元素的自由原子具有完全相同的电子结构。因此，凡是和这种类似结构有关的元素，其性质都应呈周期性的变化。但是，原子结构是复杂的，由于能级交错等原因而使原子的外层电子在得失或共用时出现不规则的变化，导致元素性质的变化不规则。下面应用元素周期系理论从“水…     

论第二周期元素性质的特殊性

第二周期元素在原子半径、电离能、电子亲和能、配位数、键能及氢化物的熔沸点等方面表现出特殊性,并对其原因进行了较深入的分析。     

4d过渡金属在L10-TiAl中占位的第一原理研究

采用第一原理赝势平面波方法研究了TiAl-X(X为4d过渡金属)超胞合金体系的几何、能量与电子结构。通过对Ti7Al8X与Ti8Al7X超胞的合金形成能的计算、比较与分析发现:合金化元素的外层电子数,特别是外层的d电子数对其在L10-TiAl合金中的占位有非常明显的影响,d电子数较少的前过渡金属Y,Zr,Nb和Mo主要优先占据Ti原子位,而d电子数较多甚至是满d壳层的Rh,Pd,Ag和Cd则主要优先占据Al原子位。而介于这两种情况中间的Tc和Ru合金化元素,表现出微弱的趋势,分别偏重占据Ti原子位和Al原子位。通过合金化元素价电子态密度图的变化,较好地解释了4d过渡金属在L10-TiAl合金中的占位规律。     

锡和铅的金属性究竟谁强些?

在中学化学或大学无机化学的教材中,在讨论主族元素性质变化规律时指出:在同一族里随着电子层数的增多,原子半径加大,核对外层电子的引力减小,使这些电子容易失去,因而使同一主族元素从上到下金属性增强。例如:     

原子结构与性质间的定量关系,Ⅰ主族同族元素性质递变的定量关系

元素周期律的结构基础,在于元素原子的核外电子在能值为量子化的各壳层上呈周期性的重复排列。同族元素的相似性,是由其在价壳层上具有相同电子数所致;同族元素的性质同时也是发展的,这一发展表现出何种规律性,能否找出某种结构因子,把同族元素的性质定量地关联起来呢?本文试图对主族元素的原子结构与周期性的定量关系进行研究。在一个原子中,核荷形成一量子化力场,自核而远能级的主量子数n依次为1、2、3……,核外电子则按一定的规律排布在以各个主量子数n为表征的各壳层(能级)中。对于同族元素,从电子层结构上来看,相互间的关系实为一同系列,每下一个成员均较其上一     

用元素氧化数帮助理解化合物性质

在元素化学的授课中,我们一般遵循着一条不成文的原则,即从化合物的结构来阐述化合物的性质,从化合物的性质断定其用途.然化合物的结构却是形形色色、五花八门,因而化合物的性质学起来困难,掌握乃至应用更不易.能否有捷径从最基本的化学概念出发,推知和判断化合物的性质呢?笔者在教学实践中,深感依元数的氧化数,能够帮助理解化合物的性质.氧化数是人为规定的某元素的一个原子,在化合状态时的形式电荷数.这种电荷数是由假设把电子得失的概念,推广应用到共价化合物上.规定极性共价键的共用电子时,完全转移到电负性较大的原子上时,每个成键原子净得的正、负电荷数,就是该成键原子的氧化     

浅谈碱金属和碱土金属的特殊性

总结碱金属与碱土金属的化学性质,人们常常这样说:碱金属与碱土金属同属于 S 区元素。就同族元素来说,自上而下,随着元素原子半径的增大,原子核对最外层电子的引力减小,因而元素原子最外层电子易失去,表现了很强的金属活泼性。这是问题的一方面,从金属活泼性总趋势上,从共性上来说,也该如此。问题的另一方面,是它们还有特殊性,这主要表现在碱金属的 E°值上,碱金属与碱土金属跟水的反应上,单质的制取上,和其卤化物的溶解性上,现分叙如下:     

浅析元素二次周期性

本文采用以元素二次周期性与元素一次周期性相比较的方法,从原子结构入手对元素二次周期性的特征、产生的原因及定性的理论解释进行了分析。指出在说明元素性质时,不仅要考虑外层电子排布的影响,而且也要考虑内层电子排布的影响。只考虑外层电子的排布仅能得到一次周期性,只有同时考虑外层、内层电子的排布,才能得到二次周期性,乃至三次周期性等。     

臭氧中氧元素氧化数的看法——氧化数为+IV的氧

一、引言 氧化数(又叫氧化值)是某元素一个原子的荷电数,这种荷电数由假设把每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。氧化数虽然是一个有一定人为性、经验的概念,但这个概念成了定义氧化还原反应的主要依据,对我们判断理解有关物质的氧化还原性,以及氧化还原中的许多问题都有很大帮助。按氧化数的有关规定,臭氧中氧元素的氧化数为零。但就此     

关于非过渡元素多原子分子中d轨道参与杂化的探讨

大家知道,原子轨道杂化在预测和说明成键作用及分子形状方面很有价值。自ⅢA族到ⅧA族元素,内层d轨道已填满电子不参与杂化,或者无内层d轨道,因此这些元素仅仅涉及外层d轨道参与杂化。本文仅就非过渡元素多原子分子中d轨道参与杂化的问题进行探讨。     

Z~*/r值对元素金属性与非金属的判断

本文从元素原子的核电荷数、电子层结构、原子半径、屏蔽效应、穿透效应等基本原理出发,提出有效静电力 Z/r 的概念。用它可以判断元素的金属性与非金属性的强弱。     

过渡元素二元合金相图有限固溶体固溶度的预报

应用原子参数-人工神经网络方法研究了过渡元素二元合金相图中的有限固溶度问题．选择了原子体积、平均族数、元素熔点等影响固溶度的原子参数作为人工神经网络的输入值，使用已知的过渡元素二元合金相图的固溶度作为输出值，训练人工神经网络，应用“留一法”估计了人工神经网络的预报误差，并用训练好的网络对全部未知的过渡元素二元合金相图的固溶度进行计算机预报，得到了令人满意的结果．     

合金钢的热导率计算

基于大量钢的热导率数据,采用多元线性回归方法建立了合金钢的热导率和化学成分的定量关系式.回归分析结果表明,用强碳化物和非强碳化物形成元素的总质量分数,Si和C的质量分数作为多元线性回归的自变量是合适的.由于和基体Fe的外层电子结构的显著差异,Si元素对钢的热导率的减小效果远大于过渡族元素;C元素增加钢的热导率是由于C原子的增加使更多的碳化物形成元素分配到碳化物中,从而减弱了这些元素对基体热导率的影响.     

硼和铝所形成化合物的“缺电子”性

硼和铝都是ⅢA族元素。它们的价电子数少于价轨道数，当它们形成共价化合物时，成键电子对数往往少于中心原子价电子层的轨道数，使硼和铝的许多化合物具有缺电子性。由于硼是非金属元素，铝是金属元素，另外硼原子半径比铝原子半径小得多，而且硼的前三个电离能总和（6764KJ·mol-1）比铝的前三个电离能总和（5114KJ·mol-1）大，硼主要形成共价型化合物，缺电子性成为硼的化学最重要的特征，而铝则不然。本文以硼和铝形成化合物的缺电子性为线索，将有关它们分散而重要的描述性化学事实，从组成、结构、性能和应用等方面有机地联系起来…     

不同大小的Co和Ni团簇性质的理论计算

在密度泛函理论的基础上 ,对不同大小的三个Ni和三个Co团簇的电子结构进行了全电子、全势场计算 ,得到了团簇的电子结构 .计算结果显示 ,钴、镍团簇的金属性和铁磁性不随团簇大小改变 .由于电荷转移现象 ,钴、镍团簇的最外层原子表现出正离子性 ,且各层原子的自旋磁矩从最外层到里层呈现大小交替变化现象 .团簇单原子平均磁矩随团簇大小的变化与实验结果符合     

TFDC模型和元素晶体结合能

根据程氏理论(TFDC电子理论)的电子密度数据,采用与余氏理论平行的处理方法,得到了由原子半径和电子密度表示晶体结合能的一般数学公式. 结果表明,电子密度数据可以表征晶体中原子之间的键合强度. 用电子密度参数表达的结合能公式比用价键参数表达的结合能公式要简单得多,前者的模型参数比后者的更具有一般性. 这也表明,除原子半径和电子密度外,元素晶体的结合能参数是程氏理论应用于材料科学时需要考虑的一个重要参数.     

无机钙钛矿材料力学及电子输运性质调控研究

应用第一性原理并结合玻尔兹曼输运理论系统研究了无机钙钛矿CsBX3(B=Ge,Sn,Pb;X=C1,Br,I)热电材料的力学性质和电子输运性质.结果 表明:通过改变X位卤族元素及B位金属元素原子种类,可较好调控无机钙钛矿材料的力学及电子输运性质;随着X位卤族元素原子半径的逐渐减小,无机钙钛矿材料力学性质参数(体积模量、...     

元素掺杂对二维Ga2O2电子性质的影响

基于密度泛函理论的VASP(Vienna ab-initio simulation package)软件包计算5种金属和非金属掺杂对二维Ga₂O₂晶体结构和电子性质的影响. 结果表明： 掺杂B,C,Mg,Si,P元素可使晶体结构发生改变, 并改变掺杂体系的电子性质； 与本征Ga₂O₂晶体相比, 这几种掺杂元素体系的带 隙均减小, 这是由于掺杂原子与近邻原子间电荷重新分布所致.