Atómový polomer, ako sa meria, ako sa mení v periodickej tabuľke, príklady



atómový polomer je to dôležitý parameter pre periodické vlastnosti prvkov periodickej tabuľky. Priamo súvisí s veľkosťou atómov, pretože vo väčšom polomere sú väčšie alebo objemné. Podobne súvisí s jeho elektronickými vlastnosťami.

Pokiaľ atóm má viac elektrónov, tým väčšia je jeho veľkosť a atómový polomer. Obidve sú definované elektrónmi valenčného obalu, pretože pri vzdialenostiach za ich obežnými dráhami sa pravdepodobnosť nájdenia elektrónu blíži nule. Opak sa vyskytuje v blízkosti jadra: pravdepodobnosť nájdenia elektrónu sa zvyšuje.

Horný obrázok predstavuje balenie bavlnených loptičiek. Všimnite si, že každý z nich je obklopený šiestimi susedmi bez toho, aby sa počítal ďalší možný horný alebo dolný rad. Spôsob, akým sú bavlnené guľôčky zhutnené, definuje ich veľkosť, a teda ich polomery; rovnako ako sa to deje s atómami.

Prvky podľa ich chemickej povahy vzájomne ovplyvňujú svoje vlastné atómy. Preto sa veľkosť atómového polomeru mení podľa typu prítomnej väzby a pevného obalu jej atómov.

index

  • 1 Ako sa meria atómový polomer?
    • 1.1 Stanovenie internukleárnej vzdialenosti
    • 1.2 Jednotky
  • 2 Ako sa mení v periodickej tabuľke?
    • 2.1 Počas obdobia
    • 2.2 Zostupne skupinou
    • 2.3 Lanthanidová kontrakcia
  • 3 Príklady
  • 4 Odkazy

Ako sa meria atómový polomer?

V hlavnom obraze môže byť ľahké odmerať priemer bavlnených loptičiek a potom ich rozdeliť dvoma. Guľa atómu však nie je úplne definovaná. Prečo? Pretože elektróny cirkulujú a difundujú v špecifických oblastiach priestoru: orbitály.

Preto môže byť atóm považovaný za guľu s neporušiteľnými hranami, čo nie je možné povedať pre istotu do akej miery končí. Napríklad v hornom obrázku stredná oblasť blízko jadra vyzerá intenzívnejšie, zatiaľ čo jej okraje sú rozmazané..

Obrázok predstavuje diatomickú molekulu E2 (ako Cl2, H2, O2, atď.). Za predpokladu, že atómy sú sférické telieska, ak bola určená vzdialenosť d ktorý oddeľuje obidve jadrá v kovalentnej väzbe, potom by to stačilo rozdeliť na dve polovice (d/ 2) na získanie atómového polomeru; presnejšie, kovalentný polomer E pre E2.

A ak E nevytvára kovalentné väzby so sebou, ale je to kovový prvok? potom d bolo by to indikované počtom susedov, ktorí obklopujú E v jeho kovovej štruktúre; to znamená koordinačným číslom (N.C) atómu v obale (nezabudnite na bavlnené guľôčky hlavného obrazu).

Stanovenie internukleárnej vzdialenosti

Určiť d, čo je medzirovinná vzdialenosť pre dva atómy v molekule alebo obale, vyžaduje techniky fyzikálnej analýzy.

Jedným z najčastejšie používaných je rôntgenová difrakcia, v ktorej je lúč svetla ožiarený kryštálom a študuje sa difraktogram vyplývajúci z interakcií medzi elektrónmi a elektromagnetickým žiarením. V závislosti od balenia sa môžu získať rôzne difrakčné vzory, a teda aj iné hodnoty d.

Ak atómy sú "tesné" v kryštálovej mriežke, budú prezentovať rôzne hodnoty d v porovnaní s tým, čo by mali, keby boli „pohodlné“. Tieto medzidruhové vzdialenosti by tiež mohli oscilovať v hodnotách, takže atómový polomer v skutočnosti pozostáva z priemernej hodnoty takýchto meraní..

Ako súvisí atómový polomer a koordinačné číslo? V. Goldschmidt vytvoril vzťah medzi týmito dvoma, v ktorom pre N.C 12 je relatívna hodnota 1; od 0,97 pre balenie, kde atóm má N.C rovný 8; 0,96, pre N.C rovnú 6; a 0,88 pre N.C 4.

jednotky

Z hodnôt pre N.C rovnajúcich sa 12 boli vytvorené mnohé tabuľky porovnávajúce atómové polomery všetkých prvkov periodickej tabuľky.

Keďže nie všetky prvky tvoria také kompaktné štruktúry (N.C menej ako 12), vzťah V. Goldschmidta sa používa na výpočet ich atómových polomerov a ich vyjadrenie pre rovnaké balenie. Týmto spôsobom sú štandardizované merania atómových polomerov.

Ale v ktorých jednotkách sa vyjadrujú? vzhľadom na to, že d má veľmi malú veľkosť, by sa malo uchýliť k angstromovým jednotkám Å (10 ∙ 10)-10m) alebo tiež široko používaný picometer (10 ∙ 10)-12m).

Ako sa mení v periodickej tabuľke?

Počas celého obdobia

Atómové polomery určené pre kovové prvky sú označené názvom kovových polomerov, zatiaľ čo pre tieto nekovové prvky sú kovalentné polomery (napr. Fosfor, P).4, alebo síra, S8). Avšak medzi oboma typmi rádií je výraznejší rozdiel ako názov.

Zľava doprava v rovnakom období, jadro pridáva protóny a elektróny, ale tie sú obmedzené na rovnakú úroveň energie (hlavné kvantové číslo). V dôsledku toho jadro vyvíja zvyšujúci sa účinný jadrový náboj na valenčných elektrónoch.

Týmto spôsobom majú nekovové prvky v rovnakom období tendenciu mať atómové (kovalentné) polomery menšie ako kovy (kovové polomery).

Zostupne skupinou

Keď zostupuje skupina, sú povolené nové úrovne energie, ktoré umožňujú, aby elektróny mali väčší priestor. Elektronický oblak teda pokrýva väčšie vzdialenosti, jeho rozmazaná periféria končí smerom od jadra, a preto sa atómový polomer rozširuje.

Lantanidová kontrakcia

Elektrony vnútornej vrstvy pomáhajú chrániť účinný jadrový náboj na valenčných elektrónoch. Keď orbitály, ktoré tvoria vnútorné vrstvy, majú mnoho "dier" (uzlov), ako je tomu u orbitálov, jadro silne uzatvára atómový polomer kvôli zlému ochrannému efektu orbitálov..

Táto skutočnosť je doložená kontrakciou lantanoidu v období 6 periodickej tabuľky. Z La do Hf je značná kontrakcia atómového polomeru vytvoreného orbitálmi f, ktoré "zaplnia", keď prechádza blok f: lantanoidov a aktinoidov.

Podobný účinok možno pozorovať aj pri prvkoch bloku p z obdobia 4. Tento časový produkt slabého tieniaceho efektu orbitálov d, ktoré sa zaplnia pri prechode periód prechodných kovov.

Príklady

Pre obdobie 2 periodickej tabuľky sú atómové polomery jeho prvkov:

-Li: 257 hod

-Be: 112 pm

-B: 88 hodín

-C: 77 hod

-N: 74 pm

-O: 66 hod

-F: 64 hod.

Všimnite si, že lítiový kov má najväčší atómový polomer (257 p.m.), zatiaľ čo fluór, ktorý sa nachádza úplne vpravo od periódy, je najmenší z nich (64 p.m.). Atómový polomer klesá v tom istom období zľava doprava a uvedené hodnoty ho ukazujú.

Lítium, tvorením kovových väzieb, jeho polomer je kovový; a fluór, pretože tvorí kovalentné väzby (F-F), jeho polomer je kovalentný.

A ak chcete vyjadriť atómové rádia v jednotkách angstromu? Jednoducho ich rozdeľte na 100: (257/100) = 2,57 Á. A tak ďalej s ostatnými hodnotami.

referencie

  1. Chémia 301. Atómový Radii. Zdroj: ch301.cm.utexas.edu
  2. Nadácia CK-12. (28. jún 2016). Atómový polomer. Zdroj: chem.libretexts.org
  3. Trendy v atómových radii. Prevzaté z: intro.chem.okstate.edu
  4. Clackamas Community College. (2002). Atómová veľkosť. Zdroj: dl.clackamas.edu
  5. Clark J. (august 2012). Atómový a iónový polomer. Zdroj: chemguide.co.uk
  6. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chémia (Štvrté vydanie, str. 23, 24, 80, 169). Mc Graw Hill.