Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 11. 12 mars 1949 - Grundämnenas periodiska system, av Sigge Hähnel
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
21 fi
TEKNISK TIDSKRIFT
rioden är avslutad med en mycket stabil
elektronkonfiguration, varpå nästa skikt börjar byggas.
Detta förefaller otvivelaktigt mycket
tillfredsställande, men man har uppenbarligen förbisett, att
om ett visst huvudkvantumtal uttrycker den för
en viss period karakteristiska energinivån, måste
alla tänkbara elektroner med detta tal uppträda i
elementserien före den första elektronen med
närmast högre huvudkvantumtal. Denna fordrar,
uppfylls nämligen icke.
Elektronformeln för t.ex. argon är A = ls~ 2s~
2p6 3s2 3p6. Detta atomslag har alltså, som redan
påpekats, en oktett av 3-elektroner men ännu inga
^(/-elektroner, som ju är tänkbara, när n — 3.
Elektronformlerna för kalium och kalcium, som
kommer härnäst i elementserien är K = A4S1 och
Ca = AFörst hos nästa element, skandium,
uppträder den första 3c/-elektronen. Fullt analoga
förhållanden gäller för övriga alkali- och
alkaliska jordartsmetaller med högre atomnummer.
Ännu märkligare är /-elektronernas beteende. Den
första möjliga elektronen med detta azimutala
kvantumtal är 4/, och det kunde väntas, att den
skulle uppträda hos 47Ag, dvs. närmast efter
4CPd, vars elektronskal innehåller alla övriga
möjliga 4-elektroner. Emellertid uppträder den i
stället först hos 58Ce, dvs. efter alla tänkbara
5s-, 5p- och 6s-elektroner. Detta synes med all
önskvärd tydlighet visa, att huvudkvantumtalen
icke uttrycker de energinivåer, av vilka
periodiciteten beror. Någon annan storhet måste ha denna
funktion, och det kan då icke heller vara riktigt
att avsluta perioderna med ädelgaser.
Rydbergs serie som uttryck för periodiciteten
J R Rydberg* har påpekat, att ädelgasernas
atomnummer Z kan erhållas ur serien
Z = 2(l2 + 22 + 22 + 3’ + 32 + 42 + ...) (2a)
genom att ta med ett växande antal termer. För
helium fås t.ex. Z=2-l2=2; för neon Z — 2
(l2 + 22) = 10; för argon Z = 2(12 + 22 + 22)=
— 18 osv. I moderna böcker, t.ex. Richtmyer och
Kennard8 eller Ruark och Urey9, anförs Rydbergs
serie som bevis på en lagbundenhet i
elektronskalens struktur, men orsaken till att just ekv.
(2 a) gäller för ädelgaserna, anges icke. Ett
samband mellan Rydbergs serie och ekv. (1) antyds,
men det utreds icke. Hakala2 påstår sig kunna
(för första gången) förklara seriens innebörd,
men på vad sätt anges icke. Simmons10-11, som
använt Rydbergs serie för beräkning av elementens
atomnummer, har icke heller fullständigt utrett
dess verkliga innebörd, som alltså alltjämt tycks
vara oklar. Det kan nu anmärkas, att den är
osymmetrisk, i det att den blott har en IMerm.
Ekv. (2 a) borde kanske därför hellre skrivas
* Professor i fysik vid Lunds universitet 1909—19.
Z = 2(t2 + l2 + 22 +22 + 32 + 32 + 42 + ...) — 2 (2b)
Neutronen med Z = 0 blir då första ädelgas,
vilket icke förefaller alldeles orimligt. Ekv. 2 b)
innebär, att lagbundenheten i elektronskalens
byggnad bestäms av serien
2 (l2, l2, 22, 22, 32, 32, 42, ...) (3)
Denna symmetriska modifikation kallas i det
följande Rydbergs serie. Dess termer har formen
2 af, 2 a2, och det gäller att utröna, vad a betyder,
dvs. vad som utmärker varje periods energinivå.
Det är tydligt, att a ej kan vara samma storhet
som n i ekv. (1), dvs. ett för varje period
karakteristiskt huvudkvantumtal, ty i så fall skulle
serietermerna icke vara parvis lika. Simmons10 har
emellertid funnit, att om perioderna i fig. 3
räknat uppifrån numreras 1—8, kan ett godtyckligt
elements periodnummer erhållas genom att ta
reda på den elektron i atomen, för vilken
summan av huvud- och azimutalt kvantumtal, n + /,
har maximalt värde. Denna summa, som kan
kallas elektronens typnummer, uttrycker tydligen
de energinivåer, som bestämmer
periodindelningen i fig. 3, ty alla elektroner hos elementen i en
och samma period måste ha typnummer mindre
än eller lika med periodnumret, och
uppträdandet av en elektron med högre typnummer måste
utmärka början av varje ny period.
Antas, att alla nytillkommande elektroner i
varje period har samma typnummer, kan de i
en viss period inkommande elektronernas antal
och därmed antalet element i varje period
beräknas, ty tänkbara elektrontyper och antalet
tänkbara elektroner av varje typ bestäms av
Pauli-principen. Av tabell 1, som visar resultatet av en
sådan beräkning, framgår, att de erhållna
elementantalen bildar serie (3), dvs. antagandet,
att alla nytillkommande elektroner inom en viss
period har samma typnummer, leder till serie (3).
En jämförelse av tredje och sista kolumnerna
visar, att a i serietermen betyder antalet möjliga
elektrontyper med ett visst typnummer. Orsaken
härtill är, att antal elektroner med samma
tvp-nummer bildar serien 2 (1 + 3 + 5 + 7 + ...),
därför att antalet elektroner med samma
huvudkvantumtal högst är 2 (2 / + 1), där l — s, p, d,
Tabell 1. Antal element i de åtta perioderna
Typ- och Möjliga Antal Antal elektroner
period- elektron- typer resp. element
nummer typer
1 1 s 1 2 _ 2 ■ l2
2 2 s 1 2 2 1 • 1-
3 3 s, 2p 2 2 + 6 = 8 = 2 . 92
4 4s, 3p 2 2 + 6 = 8 = 2 ■ 2"
5 5 s, 3 d 3 2 + 6 + 10i= 18 c= 2 ’ • 32
6 6 s, 5 p, id 3 2 + 6 + 10 = 18 = 2 • ’ 32
7 7 s, 6p, 5 d, if 4 2 + 6+10 + 14 = 32 = 2 • 42
8 8 s, 1 P, 6 d, 5/ 4 2 + 6+10 + 14 .= 32 = 2 ’ ’ 42
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
