Atomový poloměr, jak se měří, jak se mění v periodické tabulce, příklady



atomový poloměr je to důležitý parametr pro periodické vlastnosti prvků periodické tabulky. To je přímo příbuzné velikosti atomů, protože u většího poloměru, větší nebo objemný být. Podobně se vztahuje k elektronickým charakteristikám téhož.

Pokud má atom více elektronů, tím větší je jeho velikost a atomový poloměr. Oba jsou definovány elektrony valenční skořápky, protože ve vzdáleností za jejich oběžné dráhy se pravděpodobnost nalezení elektronu blíží nule. Opak se vyskytuje v blízkosti jádra: pravděpodobnost nalezení elektronu se zvyšuje.

Horní obrázek představuje balení bavlněných kuliček. Všimněte si, že každý z nich je obklopen šesti sousedi, aniž by se počítal další možný horní nebo dolní řádek. Způsob, jakým jsou bavlněné kuličky zhutňovány, bude definovat jejich velikosti a tím i jejich poloměry; stejně jako se to děje s atomy.

Prvky podle jejich chemické povahy se vzájemně ovlivňují se svými vlastními atomy. Proto se velikost atomového poloměru mění podle typu přítomné vazby a pevného obalu jejích atomů.

Index

  • 1 Jak se měří atomový poloměr?
    • 1.1 Stanovení mezijaderné vzdálenosti
    • 1.2 Jednotky
  • 2 Jak se mění v periodické tabulce?
    • 2.1 Během období
    • 2.2 Sestupná skupina
    • 2.3 Lanthanidová kontrakce
  • 3 Příklady
  • 4 Odkazy

Jak se měří atomový poloměr?

V hlavním obrázku může být snadné změřit průměr bavlněných kuliček a pak jej rozdělit na dva. Koule atomu však není zcela definována. Proč? Protože elektrony cirkulují a difundují ve specifických oblastech prostoru: orbitály.

Atom může být proto považován za kouli s neporušitelnými hranami, kterou nelze určit určitě do jaké míry končí. Například v horním obrázku vypadá středová oblast v blízkosti jádra intenzivnější barvy, zatímco její okraje jsou rozmazané..

Obrázek představuje diatomickou molekulu E2 (jako Cl2, H2, O2, atd.). Za předpokladu, že atomy jsou kulovitá tělesa, pokud byla stanovena vzdálenost d který odděluje obě jádra v kovalentní vazbě, pak by to stačilo rozdělit na dvě poloviny (d/ 2) pro získání atomového poloměru; přesněji kovalentní poloměr E pro E2.

A pokud E nevytváří kovalentní vazby sám se sebou, ale je to kovový prvek? Pak d to by bylo indikováno počtem sousedů, kteří obklopují E v jeho kovové struktuře; tj. koordinačním číslem (N.C) atomu v obalu (nezapomeňte na bavlněné kuličky hlavního obrazu).

Stanovení internukleární vzdálenosti

Určit d, což je mezijaderná vzdálenost dvou atomů v molekule nebo obalu, vyžaduje techniky fyzikální analýzy.

Jeden z nejvíce obyčejně použitý je rentgenová difrakce, v tom paprsek světla je ozářen přes krystal, a difrakční obraz vyplývat z vzájemných ovlivňování mezi elektrony a elektromagnetické záření je studován. V závislosti na balení mohou být získány různé difrakční vzory, a tedy i další hodnoty d.

Pokud jsou atomy v krystalové mřížce "těsné", budou představovat různé hodnoty d ve srovnání s tím, co by měli, kdyby byli „pohodlní“. Tyto mezilehlé vzdálenosti by mohly také oscilovat v hodnotách, takže atomový poloměr se ve skutečnosti skládá z průměrné hodnoty těchto měření.

Jak souvisí atomový poloměr a koordinační číslo? V. Goldschmidt vytvořil vztah mezi těmito dvěma, ve kterých je pro NC 12 relativní hodnota 1; od 0,97 pro balení, kde atom má N.C rovnou 8; 0,96, pro N.C rovnou 6; a 0,88 pro N.C 4.

Jednotky

Z hodnot pro N.C rovných 12 bylo zkonstruováno mnoho tabulek porovnávajících atomové poloměry všech prvků periodické tabulky.

Protože ne všechny elementy tvoří takové kompaktní struktury (N.C menší než 12), vztah V. Goldschmidta se používá k výpočtu jejich atomových poloměrů a vyjadřuje je pro stejné balení. Tímto způsobem jsou standardizována měření atomových poloměrů.

Ale v jakých jednotkách se vyjadřují? Od té doby d má velmi malou velikost, je třeba se uchýlit k angstromovým jednotkám Å (10 ∙ 10)-10m) nebo také široce používané, pikometr (10 ∙ 10-12m).

Jak se mění v periodické tabulce?

Po celou dobu

Atomové poloměry určené pro kovové prvky jsou pojmenovány kovovými poloměry, zatímco pro tyto nekovové prvky kovalentní poloměry (např. Fosfor, P4, nebo síra, S8). Nicméně, mezi oběma typy rádií je výraznější rozdíl než jméno.

Zleva doprava ve stejném období, jádro přidává protony a elektrony, ale ty jsou omezeny na stejnou úroveň energie (hlavní kvantové číslo). Jako důsledek, jádro vyvíjí rostoucí efektivní jaderný náboj na valence elektrony, který se zkrátí atomový poloměr.

Tímto způsobem mají nekovové prvky ve stejném období tendenci mít atomové (kovalentní) poloměry menší než kovy (kovové poloměry).

Sestupně skupinou

Když sestupuje skupina, jsou povoleny nové úrovně energie, které umožňují elektronům více prostoru. Elektronický oblak tak pokrývá větší vzdálenosti, jeho rozmazaná periferie končí pryč od jádra, a proto se atomový poloměr rozšiřuje.

Lanthanidová kontrakce

Elektrony vnitřní vrstvy pomáhají chránit účinný jaderný náboj na valenčních elektronech. Když orbitály, které tvoří vnitřní vrstvy, mají mnoho "otvorů" (uzlů), stejně jako u orbitálů, jádro silně stahuje atomový poloměr kvůli špatnému stínícímu efektu orbitálů..

Tato skutečnost je doložena kontrakcí lanthanidu v období 6 periodické tabulky. Od La k Hf tam je značná kontrakce atomového poloměru produkovaného orbitals f, který “zaplnit” jak jeden projde blokem f: to lanthanoids a actinoids \ t.

Podobný efekt lze pozorovat také u prvků bloku p z období 4. Tento časový produkt slabého stínícího účinku orbitálů d, které se vyplňují při přechodu periody přechodných kovů.

Příklady

Pro periodu 2 periodické tabulky jsou atomové poloměry jejích prvků:

-Li: 257 pm

-Be: 112 pm

-B: 88 hodin

-C: 77 hodin

-N: 74 pm

-O: 66 hodin

-F: 64 hod.

Všimněte si, že kov lithia má největší atomový poloměr (257 p.m.), zatímco fluor, který se nachází napravo od tohoto období, je nejmenší z nich (64 p.m.). Atomový poloměr klesá ve stejném období zleva doprava a uvedené hodnoty to ukazují.

Lithium, vytvořením kovových vazeb, jeho poloměr je kovový; a fluor, protože tvoří kovalentní vazby (F-F), jeho poloměr je kovalentní.

A pokud chcete vyjádřit atomová rádia v jednotkách angstromu? Jednoduše je rozdělte na 100: (257/100) = 2,57 Á. A tak se zbytkem hodnot.

Odkazy

  1. Chemie 301. Atomový Radii. Zdroj: ch301.cm.utexas.edu
  2. Nadace CK-12. (28. června 2016). Atomový radius. Zdroj: chem.libretexts.org
  3. Trendy v atomových radii. Převzato z: intro.chem.okstate.edu
  4. Clackamas Community College. (2002). Atomová velikost. Zdroj: dl.clackamas.edu
  5. Clark J. (srpen 2012). Atomový a iontový radius. Zdroj: chemguide.co.uk
  6. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie (Čtvrté vydání, str. 23, 24, 80, 169). Mc Graw Hill.