АТОМСКА ЗАПРЕМИНА: КАКО СЕ РАЗЛИКУЈЕ У ПЕРИОДИЧНОЈ ТАБЕЛИ И ПРИМЕРИМА - ХЕМИЈА - 2026

Атомска Запремина је релативна вредност указује на однос између моларне масе елемента и њене густине. Дакле, овај волумен зависи од густине елемента, а густина зависи од фазе и од тога како су атоми распоређени унутар ње.

Дакле, атомска запремина за елемент З није иста у фази која није она коју показује на собној температури (течна, чврста или гасовита) или када је део одређених једињења. Стога је атомска запремина З у једињењу ЗА различита од волумена З у једињењу ЗБ.

Зашто? Да бисмо га разумели, потребно је упоредити атоме са, на пример, мермерима. Мермери, попут плавкастог на горњој слици, имају врло добро дефинисану границу материјала, што се може видети захваљујући сјајној површини. Супротно томе, граница атома је дифузна, иако их можемо сматрати даљински сферичним.

Дакле, оно што одређује тачку изван атомске границе је нулта вероватноћа проналаска електрона, а та тачка може бити даље или ближе језгру, зависно од тога колико суседних атома интерактивно делује око атома који се разматра.

Атомска запремина и радијус

А два атома Интерацт Х Х молекула у _два , ставови њихових центара су дефинисане као растојања између њих (интернуцлеар растојања). Ако су оба атома сферна, радијус је удаљеност између језгра и нејасне границе:

На горњој слици можете видети како се вероватноћа проналаска електрона смањује како се удаљава од језгра. Затим поделу међунуклеарне удаљености са два, добија се атомски радијус. Даље, претпостављајући сферну геометрију атома, формула се користи за израчунавање волумена сфере:

В = (4/3) (Пи) р ³

У овом изразу р је атомска радијус одређен за Х ₂ молекула . Вредност В израчунат овим непрецизно методом може променити ако, на пример, Х ₂ сматра у течном или метално стање. Међутим, ова метода је веома нетачна јер су облици атома у њиховим интеракцијама далеко од идеалне сфере.

Да би се одредиле количине атома у чврстим материјама, узимају се у обзир многе променљиве које се односе на распоред и које су добијене рендгенским дифракцијским студијама.

Додатна формула

Моларна маса изражава количину материје која има мол атома хемијског елемента.

Његове јединице су г / мол. Са друге стране, густина је запремина коју грам елемента заузима: г / мЛ. Пошто су јединице атомског волумена мл / мол, морамо се играти са променљивим да бисмо стигли до жељених јединица:

(г / мол) (мЛ / г) = мЛ / мол

Или шта је исто:

(Моларна маса) (1 / Д) = В

(Моларна маса / Д) = В

Тако се запремина једног молекула атома може лако израчунати; док сферна формула волумена израчунава волумен појединог атома. Да бисте достигли ову вредност из прве, потребна је конверзија путем Авогадровог броја (6,02 · 10 ^-23 ).

Како се атомска запремина разликује у периодичној табели?

Ако се атоми сматрају сферним, онда ће њихова варијација бити иста као и она која се примећује у атомским радијусима. На слици изнад, која приказује репрезентативне елементе, приказано је да се с десна на лево атоми смањују; уместо тога, од врха до дна они постају обилнији.

То је зато што у истом периоду језгро укључује протоне док се помера удесно. Ови протони делују привлачно на спољне електроне који осећају ефективни нуклеарни набој З _еф , мањи од стварног нуклеарног набоја З.

Електрони унутрашњих љуштура одбијају оне спољне љуске, смањујући утицај језгра на њих; ово је познато као ефекат екрана. У истом периоду, ефекат екрана не може да спречи пораст броја протона, тако да електрони у унутрашњој љусци не спречавају да се атоми стежу.

Међутим, спуштање у групу омогућава нове енергетске нивое, који омогућавају да електрони орбитирају даље од језгра. Исто тако, број електрона у унутрашњој љусци се повећава, чији се заштитни ефекти почињу смањивати ако језгро поново дода протоне.

Из тих разлога, подразумева се да група 1А има највише волуминозне атоме, за разлику од малих атома групе 8А (или 18), а то су племенити гасови.

Атомске количине прелазних метала

Атоми прелазног метала укључују електроне у унутрашњу д орбитале. Ово повећање ефекта екрана и, као и стварни нуклеарни набој З, отказују се готово једнако, тако да њихови атоми задржавају сличну величину у истом периоду.

Другим речима: у једном периоду прелазни метали показују сличне атомске количине. Међутим, ове мале разлике су изузетно значајне када се дефинирају метални кристали (као да су метални мермер).

Примери

Доступне су две математичке формуле за израчунавање атомске запремине елемента, свака са одговарајућим примерима.

Пример 1

С обзиром на атомски радијус водоника -37 пм (1 пикометар = 10 ^-12 м) - и цезијум -265 пм-, израчунајте њихове атомске запремине.

Користећи формулу сферне запремине, имамо:

В _Х = (4/3) (3,14) (37 пм) ³ = 212,07 пм ³

В _Цс = (4/3) (3,14) (265 пм) ³ = 77912297,67 пм ³

Међутим, ове количине изражене у пикометрима су претјеране, тако да се трансформишу у јединице ангстрома, множећи их фактором конверзије (1А / 100пм) ³ :

(212.07 пм ³ ) (1А / 100ПМ) ³ = 2.1207 × 10 ^-4 А ³

(77912297.67 ам ³ ) (1А / 100ПМ) ³ = 77.912 НЕ ³

Дакле, разлике у величини између малог Х атома и гломазног Цс атома су нумерички евидентиране. Треба напоменути да су ове калкулације само апроксимације под изјавом да је атом тотално сферног облика, који лута испред стварности.

Пример 2

Густина чистог злата је 19,32 г / мл, а његова моларна маса је 196,97 г / мол. Применом М / Д формуле за израчунавање запремине једног молекула злата, добија се следеће:

В _Ау = (196,97 г / мол) / (19,32 г / мЛ) = 10,19 мЛ / мол

Односно, 1 мол атома злата заузима 10,19 мЛ, али који волумен има златни атом посебно? И како то изразити у јединицама пм ³ ? За то једноставно примените следеће факторе конверзије:

(10.19 мЛ / мол) · (мол / 6.02 · 10 ^-23 атома) · (1 м / 100 цм) ³ · (1 пм / 10 ^-12 м) ³ = 16,92 · 10 ⁶ пм ³

С друге стране, атомски радијус злата је 166 пм. Ако упоредимо оба волумена - ону добијену претходном методом и ону израчунату формулом сферне запремине - установиће се да немају исту вредност:

В _Ау = (4/3) (3.14) (166 ам) ³ = 19.15 · 10 ⁶ ам ³

Који је од ове две најближи прихваћеној вредности? Она која је најближа експерименталним резултатима добијеним рендгенском дифракцијом кристалне структуре злата.

Референце

1. Хелменстине, др Анне Марие (9. децембра 2017). Дефиниција атомске запремине. Преузето 6. јуна 2018. године са: тхинкцо.цом
2. Маифаир, Андрев. (13. марта 2018.). Како израчунати количину атома. Сциацхинг. Преузето 6. јуна 2018. године са: сциацхинг.цом
3. Вики Кидс Лтд. (2018). Атомске криве волумена Лотхар Меиер. Преузето 6. јуна 2018. године са: вондервхизкидс.цом
4. Лумен. Периодични трендови: Атомски радијус. Преузето 6. јуна 2018. године са :урс.луменлеарнинг.цом
5. Цамило Ј. Дерпицх. Атомска запремина и густина. Преузето 6. јуна 2018. године са: ес-пуракуимица.веебли.цом
6. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг, стр. 222-224.
7. Фондација ЦК-12. (22. фебруар 2010.). Упоредне атомске величине. . Преузето 6. јуна 2018. године са: цоммонс.викимедиа.орг
8. Фондација ЦК-12. (22. фебруар 2010.). Атомски радијус Х ₂ . . Преузето 6. јуна 2018. године са: цоммонс.викимедиа.орг