Элементы подгруппы меди, хоть и демонстрируют схожесть с щелочными металлами в наличии одного электрона на внешнем уровне, существенно отличаются от них структурой предпоследнего электронного слоя.
Это различие, обусловленное наличием 18 электронов вместо 8, является ключевым фактором, определяющим уникальные свойства меди, серебра и золота.
Различия в радиусах атомов и ионизационных потенциалах, как видно из представленной таблицы, наглядно демонстрируют эту разницу.
Эти параметры, тесно связанные со строением атома, оказывают непосредственное влияние на химическую активность и физические характеристики элементов.
Общая характеристика подгруппы меди
К подгруппе меди относятся три элемента — медь, серебро и золото, с которых начинаются нечетные ряды больших периодов в таблице Менделеева.
Подобно щелочным металлам, все три элемента имеют в наружном слое атома по одному электрону, предпоследний же их электронный слой построен по-иному.
В атомах щелочных металлов (кроме лития) он состоит из восьми электронов, а в атомах элементов подгруппы меди из 18.
Различие в строении предпоследнего слоя вызывает и довольно резкое различие в свойствах элементов обеих подгрупп зависящее, по видимому, от относительных размеров их атомов.
В табл. 2 сопоставлены радиусы атомов и ионизационные потенциалы элементов подгруппы меди и щелочных металлов, находящихся в тех же периодах.
Таблица радиусов атомов и ионизационные потенциалы элементов подгруппы меди и щелочных металлов
| Элемент | Радиус атома в Å | Ионизационный потенциал в в | Элемент | Радиус атома в А | Ионизационный потенциал в в |
| Медь | 1,27 | 7,72 | Калий | 2,36 | 4,32 |
| Серебро | 1,44 | 7,51 | Рубидий | 2,53 | 4,10 |
| Золото | 1,44 | 9,22 | Цезий | 2,74 | 3,87 |
Данные, приведенные в этой таблице, показывают, что в атомах меди, серебра и золота наружный электрон находится гораздо ближе к ядру.
А следовательно, должен сильнее притягиваться к нему, чем в атомах соответствующих щелочных металлов.
В связи с этим и ионизационные потенциалы, т. е. энергия, которую надо затратить, чтобы оторвать электрон от атома, у элементов подгруппы меди гораздо больше, чем у щелочных металлов.
Действительно, щелочные металлы очень легко отдают внешний электрон, элементы же подгруппы меди удерживают его довольно прочно.
Поэтому они гораздо труднее окисляются и, наоборот, их ионы легко восстанавливаются; они не разлагают воду, гидроокиси их являются сравнительно слабыми основаниями и т. д.
В то же время 18-электронный слой, устойчивый у других элементов, здесь еще не вполне стабилизировался и способен к частичной потере электронов.
Так, медь наряду с одновалентными катионами образует и двухвалентные, которые даже более характерны для нее.
Точно так же для золота более характерны соединения, в которых оно трехвалентно.
Серебро в своих обычных соединениях одновалентно, но иногда бывает двух- и трехвалентным.
Таблица общих свойств подгруппы меди
| Элемент | Символ | Атомный вес | Порядковый номер | Распределение электронов по слоям | |||||
| Медь | Сu | 63,54 | 29 | 2 | 8 | 18 | 1 | ||
| Серебро | Ag | 107,880 | 47 | 2 | 8 | 18 | 18 | 1 | |
| Золото | Au | 197,0 | 79 | 2 | 8 | 18 | 32 | 18 | 1 |