Atomradius hvordan den måles, hvordan den endres i periodisk tabell, eksempler

den atomradius Det er en viktig parameter for periodiske egenskapene til elementene i det periodiske tabellen. Det er direkte relatert til størrelsen på atomene, siden det er større eller større i større radius. På samme måte er det relatert til de elektroniske egenskapene til det samme.

Så lenge et atom har flere elektroner, jo større er dets størrelse og atomradius. Begge er definert av valensskalens elektroner, fordi sannsynligheten for å finne en elektron nærmer seg null på avstander utenfor deres baner. Det motsatte skjer i nærheten av kjernen: sannsynligheten for å finne et elektron øker.

Det øvre bildet representerer en pakking av bomullsballer. Merk at hver enkelt er omgitt av seks naboer, uten å telle en annen mulig øvre eller nedre rad. Måten som bomullsballer blir komprimert, vil definere sine størrelser og dermed deres radier; akkurat som det skjer med atomer.

Elementer i henhold til deres kjemiske natur interagerer med sine egne atomer på en eller annen måte. Derfor varierer størrelsen på atomradiusen i henhold til typen av tilstede tilstede og den faste emballering av dets atomer.

index

• 1 Hvordan måles atomradiusen?
  • 1.1 Bestemmelse av internukleær avstand
  • 1,2 enheter
• 2 Hvordan endres det i det periodiske bordet?
  • 2.1 Over en periode
  • 2.2 Nedadgående av en gruppe
  • 2.3 Lantanidkontraksjon
• 3 eksempler
• 4 referanser

Hvordan måles atomradiusen?

I hovedbildet kan det være lett å måle diameteren av bomullsboltene, og deretter dele den med to. Imidlertid er et atoms sfære ikke fullt definert. Hvorfor? Fordi elektroner sirkulerer og diffunderer i bestemte områder av rommet: orbitaler.

Derfor kan atomet betraktes som en kule med ugjennomtrengelige kanter, som det er umulig å si i hvor stor grad de slutter. For eksempel, i det øvre bildet ser midten av regionen, nær kjernen, en mer intens farge, mens kantene er uskarpe.

Bildet representerer et diatomisk molekyl E₂ (som Cl₂, H₂, O₂, etc.). Forutsatt at atomer er sfæriske kropper, hvis avstanden ble bestemt d som skiller begge kjernene i det kovalente bindingen, ville det være nok å dele det i to halvdeler (d/ 2) for å oppnå atomradiusen; Nærmere bestemt, den kovalente radius av E for E₂.

Og hvis E ikke danner kovalente bindinger med seg selv, men det er et metallisk element? deretter d det ville bli indikert av antall naboer som omgir E i sin metalliske struktur; det vil si ved koordinasjonsnummeret (N.C) av atomet i emballasjen (husk bomullsballene i hovedbildet).

Bestemmelse av internuclear avstand

Å bestemme d, som er internukleær avstand for to atomer i et molekyl eller en emballasje, krever det fysiske analyseteknikker.

En av de mest brukte er den røntgendiffraksjon her en lysstråle gjennom et glass bestråles, og den diffraksjonsmønster som følge av interaksjoner mellom elektronene og elektromagnetisk stråling blir studert. Avhengig av pakningen kan forskjellige diffraksjonsmønstre oppnås og derfor andre verdier av d.

Hvis atomene er "tette" i krystallgitteret, presenterer de forskjellige verdier av d sammenlignet med hva de ville ha hvis de var "komfortable". Også disse internuclear avstandene kan oscillere i verdier, så atomradiusen består egentlig av en gjennomsnittsverdi av slike målinger.

Hvordan er atomradius og koordinasjonsnummer relatert? V. Goldschmidt etablerte et forhold mellom de to, hvor for en N.C på 12 er den relative verdien 1; fra 0,97 for en pakning hvor atomet har N.C lik 8; av 0,96, for et N.C lik 6; og 0,88 for en N.C på 4.

enheter

Fra verdiene for N.C lik 12, er mange bord konstruert som sammenligner atomradiusene for alle elementene i det periodiske bordet.

Ettersom ikke alle elementene er så kompakte strukturer (N.C under 12), er forholdet V. Goldschmidt brukt til å beregne og deres atomiske radier for den samme emballasje. På denne måten standardiseres målinger av atomradius.

Men i hvilke enheter uttrykker de seg? gitt at d er av svært liten størrelse, skal legges til angstromhetene Å (10 × 10^-10m) eller også mye brukt, piktometern (10 × 10^-12m).

Hvordan endres det i det periodiske bordet?

Gjennom en periode

Atomradiusene bestemt for metalliske elementer er gitt navnet på metalliske radier, mens for de ikke-metalliske elementene, kovalent radii (som fosfor, P₄, eller svovelet, S₈). Men mellom begge typer radioer er det en mer fremtredende forskjell enn navnet.

Fra venstre til høyre i samme periode legger kjernen protoner og elektroner, men sistnevnte er begrenset til samme energinivå (hovedkvantumnummer). Som en konsekvens utøver kjernen en økende effektiv atomavgift på valenselektronene, som kontraherer atomradiusen.

På denne måten pleier ikke-metalliske elementer i samme periode å ha atomiske (kovalente) radier mindre enn metaller (metalliske radier).

Faldende av en gruppe

Når en gruppe går ned, aktiveres nye nivåer av energi, noe som gjør at elektronene har mer plass. Således dekker den elektroniske skyen større avstander, sin uskarpe periferi ender med å bevege seg bort mer fra kjernen, og den atomare radiusen utvider seg derfor.

Lantanidkontraksjon

Elektronene i det indre laget bidrar til å beskytte den effektive atomladningen på valenselektronene. Når bane som danner de indre lag har mange "hull" (noder), som med f-orbitaler, kjernen krymper sterkt atomradius på grunn av dårlig avskjermende virkning av disse.

Dette faktum fremgår av lanthanid-sammentrekningen i periode 6 i det periodiske bordet. La til HF er det en betydelig sammentrekning av radien av atomorbitalene f produkt, som vil "fylle" som blokken f krysses: den lanthanoids og Actinoids.

En tilsvarende effekt kan også observeres med p-blokkere fra perioden 4. Denne tid produktet av den svake avskjermende virkning at d orbitaler er fylt for å gå perioder av overgangsmetaller.

eksempler

For period 2 i periodisk tabell er atomradiene av elementene:

-Li: 257 pm

-Vær: 112 pm

-B: 88 pm

-C: 77 pm

-N: 74 pm

-Kl

-F: 64 p.m.

Legg merke til at litiummetall har den største atomradius (257 pm), mens fluor ligger i høyre ende av perioden, er det den minste av dem alle (64 pm). Atomradiusen synker fra venstre til høyre i samme periode, og de listede verdiene viser det.

Litium, ved å danne metalliske bindinger, er dens radius metallisk; og fluor, da det danner kovalente bindinger (F-F), er dens radius kovalent.

Og hvis du vil uttrykke atomradioene i angstromsenheter? Bare del dem med 100: (257/100) = 2.57Å. Og så videre med resten av verdiene.

referanser

1. Kjemi 301. Atomic Radii. Hentet fra: ch301.cm.utexas.edu
2. CK-12 Foundation. (28. juni 2016). Atomisk Radius. Hentet fra: chem.libretexts.org
3. Trender i Atomic Radii. Tatt fra: intro.chem.okstate.edu
4. Clackamas Community College. (2002). Atomisk størrelse. Hentet fra: dl.clackamas.edu
5. Clark J. (august 2012). Atomisk og Ionisk Radius. Hentet fra: chemguide.co.uk
6. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi (Fjerde utgave., S. 23, 24, 80, 169). Mc Graw Hill.