АТОМСКИ РАДИЈУС: КАКО СЕ МЕРИ, КАКО СЕ МЕЊА И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

Атомски радијус је важан параметар за периодичним особине елемената периодног система. То је директно повезано с величином атома, јер што је већи радијус, то су већи или волуминознији. Исто тако, то је повезано са њиховим електронским карактеристикама.

Што више електрона има атом, већи су му атомска величина и радијус. Оба су одређена електронима валентне љуске, јер на удаљеностима изван њихових орбита вероватноћа проналаска електрона се приближава нули. У близини језгра догађа се супротно: вероватноћа проналаска електрона се повећава.

Извор: Пекелс

Горња слика представља паковање памучних куглица. Имајте на уму да је сваки окружен са шест сусједа, не рачунајући други могући горњи или доњи ред. Начин набијања памучних куглица одређиват ће њихову величину и самим тим и њихове радијусе; баш као и код атома.

Елементи у складу са својом хемијском природом на овај или онај начин комуницирају са својим сопственим атомима. Сходно томе, величина атомског радијуса варира у зависности од врсте присутне везе и чврстог паковања његових атома.

Како се мери атомски радијус?

Извор: Габриел Боливар

На главној слици може се лако измерити пречник памучних куглица, а затим поделити на два. Међутим, сфера атома није у потпуности дефинисана. Зашто? Зато што електрони циркулишу и дифузују у одређеним регионима простора: орбиталима.

Стога се атом може сматрати сфером са непробојним ивицама, за које је немогуће са сигурношћу рећи колико се завршавају. На пример, на горњој слици регија у центру, близу језгра, показује интензивнију боју, а његове ивице су замагљене.

Слика представља Диатомиц Е ₂ молекулу (као Цл ₂ , Х ₂ , О ₂ , итд). Под претпоставком да су атоми сферна тела, ако је одређена удаљеност д која раздваја оба језгра у ковалентној вези, тада би било довољно да се подели на две половине (д / 2) да би се добио атомски радијус; тачније, ковалентни полупречник Е за Е ₂ .

Шта ако Е није формирао ковалентне везе са собом, већ је уместо тога метални елемент? Тада би д био означен бројем комшија који окружују Е у својој металној структури; то јест према координационом броју (НЦ) атома у амбалажи (сјетите се памучних куглица на главној слици).

Одређивање међунуклеарне удаљености

За одређивање д, која је међунуклеарна удаљеност два атома у молекули или паковању, потребне су технике физичке анализе.

Једна од најчешће коришћених је дифракција рендгенских зрака, у којој се сноп светлости зрачи кроз кристал, а проучава се дифракцијски образац који је резултат интеракције између електрона и електромагнетног зрачења. У зависности од паковања могу се добити различити дифракцијски обрасци, а самим тим и друге вредности д.

Ако су атоми „чврсти“ у кристалној решетки, они ће представити различите вредности д у поређењу са оним које би имали да су „угодни“. Такође, ове међунуклеарне удаљености могле би да варирају у вредностима, тако да је атомски радијус у ствари просечна вредност таквих мерења.

Како су атомски радијус и координациони број повезани? В. Голдсцхмидт успоставио је однос између ове две, у којој је за НЦ од 12 релативна вредност 1; 0,97 за паковање где атом има НЦ једнак 8; 0,96, за НЦ једнак 6; и 0,88 за НЦ од 4.

Јединице

Полазећи од вредности за НЦ једнаке 12, многе табеле су направљене где се упоређују атомски радијуси свих елемената периодичне табеле.

Како сви елементи не творе тако компактне структуре (НЦ мање од 12), однос В. Голдсцхмидта користи се за израчунавање њихових атомских радијуса и изражавање за исто паковање. На овај начин се мере атомског радијуса стандардизују.

Али у којим се јединицама они изражавају? Пошто је д врло мале величине, потребно је прибећи јединицама ангстрома А (10 ∙ 10 ^-10 м) или такође широко коришћеним, пикометар (10 ∙ 10 ^-12 м).

Како се мења у периодичној табели?

Током периода

Атомска радијуса одређене за металних елемената називају металне полупречника, а за не-металних елемената, ковалентна радијуси (као што су Фосфор ₄ или сумпора, С ₈ ). Међутим, између две врсте жбица постоји израженија разлика од имена.

Лево надесно у истом периоду језгро додаје протоне и електроне, али су последњи ограничени на исти енергетски ниво (главни квантни број). Као последица тога, језгро врши све већи ефектан нуклеарни набој на валентне електроне, који смањују атомски радијус.

На овај начин, неметални елементи имају исти атомски (ковалентни) радијус у односу на метале (метални радијуси).

Спуштање кроз групу

Како се спуштате кроз групу, омогућени су нови енергетски нивои који омогућавају електронима више простора. Дакле, електронски облак прекрива веће удаљености, његова замагљена периферија завршава се одмичући даље од језгра, и стога се атомски радијус шири.

Контракција лантанида

Електрони у унутрашњој љусци помажу у заштити ефективног нуклеарног набоја на валентним електронима. Када орбитале које чине унутрашњу шкољку имају много "рупа" (чворова), као што се догађа и са ф орбиталима, језгро снажно смањује атомски радијус због лошег ефекта заштите.

Ова чињеница је доказана контракцијом лантанида у периоду 6 табеле периодике. Од Ла до Хф долази до значајне контракције атомског радијуса као резултат ф орбитала, које се „попуњавају“ док је блок ф прешао: лантаноиди и актиноиди.

Сличан ефекат се такође може приметити код елемената па блока из периода 4. Овај пут, као резултат слабог заштитног ефекта д орбитала које се пуне приликом проласка кроз периоде прелазног метала.

Примери

За период 2 периодичне табеле атомски радијуси његових елемената су:

-Ли: 257 сати

-Бе: 112 сати

-Б: 88 сати

-Ц: 77 сати

-Н: 74 поподне

-О: 66 сати

-Ф: 64 пм

Имајте на уму да литијумски метал има највећи атомски радијус (257 пм), док је флуор, смештен у крајњој десној страни тог периода, најмањи од свих (64 пм). Атомски радијус се спушта лево-десно у истом периоду, а наведене вредности то доказују.

Литијум, када формира металне везе, његов радијус је метални; а флуор, јер формира ковалентне везе (ФФ), његов радијус је ковалентан.

Шта ако желите изразити атомске радијусе у ангстромским јединицама? Једноставно их поделите са 100: (257/100) = 2,57А. И тако даље и са осталим вредностима.

Референце

1. Хемија 301. Атомски радијуси. Опоравак од: цх301.цм.утекас.еду
2. Фондација ЦК-12. (2016, 28. јуна). Атомски радијус. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
3. Трендови у атомским радијусима. Преузето са: интро.цхем.окстате.еду
4. Цлацкамас Цоммунити Цоллеге. (2002). Атомска величина Опоравак од: дл.цлацкамас.еду
5. Цларк Ј. (август 2012). Атомски и јонски радијус. Опоравак од: цхемгуиде.цо.ук
6. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање, стр. 23, 24, 80, 169). Мц Грав Хилл.