Важна характеристика на атома е неговият размер, т.е. атомният радиус. Размерът на отделен атом не се определя, тъй като външната му граница е замъглена поради вероятностното присъствие на електрони в различни точки в перинуклеарното пространство. Поради това в зависимост от вида на връзката между атомите се разграничават метални, ковалентни, ван дер ваалсови, йонни и други атомни радиуси.
"Метални" радиуси (r me)намерени чрез намаляване наполовина на най-късите междуатомни разстояния в кристалните структури на прости вещества с координационно число 12. За други стойности на ко.н. се взема предвид необходимата корекция.
Стойности ковалентни радиуси (r cov)изчислено като половината от дължината на хомоатомната връзка. Ако е невъзможно да се определи дължината на единична хомоатомна връзка, стойността r cov на атома на елемент A се получава чрез изваждане на ковалентния радиус на атома на елемент B от дължината на хетероатомната връзка A-B. Ковалентните радиуси зависят главно от размера на вътрешната електронна обвивка.
Радиуси на валентно несвързани атоми - радиуси на Ван дер Ваалс (r w)определят ефективните размери на атомите, дължащи се на отблъскващите сили на запълнените енергийни нива.
Стойности на електронната енергия, определени от правилата на Слейтър. ни позволи да оценим относителната стойност - видимия размер на атома - r cmp (емпиричен радиус).
Дължината на връзката е дадена в ангстрьоми (1 Å = 0,1 nm = 100 pm).
| елемент | r мен | rcov | r w | r cmp |
| з | 0.46 | 0.37 | 1.20 | 0.25 |
| Той | 1.22 | 0.32 | 1.40 | - |
| Ли | 1.55 | 1.34 | 1.82 | 1.45 |
| Бъда | 1.13 | 0.90 | - | 1.05 |
| б | 0.91 | 0.82 | - | 0.85 |
| ° С | 0.77 | 0.77 | 1.70 | 0.70 |
| н | 0.71 | 0.75 | 1.55 | 0.65 |
| О | - | 0.73 | 1.52 | 0.60 |
| Е | - | 0.71 | 1.47 | 0.50 |
| не | 1.60 | 0.69 | 1.54 | - |
| Na | 1.89 | 1.54 | 2.27 | 1.80 |
| Mg | 1.60 | 1.30 | 1.73 | 1.50 |
| Ал | 1.43 | 1.18 | - | 1.25 |
| Si | 1.34 | 1.11 | 2.10 | 1.10 |
| П | 1.30 | 1.06 | 1.80 | 1.00 |
| С | - | 1.02 | 1.80 | 1.00 |
| кл | - | 0.9 | 1.75 | 1.00 |
| Ар | 1.92 | 0.97 | 1.88 | - |
| К | 2.36 | 1.96 | 2.75 | 2.20 |
| ок | 1.97 | 1.74 | - | 1.80 |
| Sc | 1.64 | 1.44 | - | 1.60 |
| Ти | 1.46 | 1.36 | - | 1.40 |
| V | 1.34 | 1.25 | - | 1.35 |
| Кр | 1.27 | 1.27 | - | 1.40 |
| Мн | 1.30 | 1.39 | - | 1.40 |
| Fe | 1.26 | 1.25 | - | 1.40 |
| Co | 1.25 | 1.26 | - | 1.35 |
| Ni | 1.24 | 1.21 | 1.63 | 1.35 |
| Cu | 1.28 | 1.38 | 1.40 | 1.35 |
| Zn | 1.39 | 1.31 | 1.39 | 1.35 |
| Ga | 1.39 | 1.26 | 1.87 | 1.30 |
| Ge | 1.39 | 1.22 | - | 1.25 |
| Като | 1.48 | 1.19 | 1.85 | 1.15 |
| Se | 1.60 | 1.16 | 1.90 | 1.15 |
| бр | - | 1.14 | 1.85 | 1.15 |
| Кр | 1.98 | 1.10 | 2.02 | - |
| Rb | 2.48 | 2.11 | - | 2.35 |
| старши | 2.15 | 1.92 | - | 2.00 |
| Y | 1.81 | 1.62 | - | 1.80 |
| Zr | 1.60 | 1.48 | - | 1.55 |
| Nb | 1.45 | 1.37 | - | 1.45 |
| мо | 1.39 | 1.45 | - | 1.45 |
| Tc | 1.36 | 1.56 | - | 1.35 |
| Ru | 1.34 | 1.26 | - | 1.30 |
| Rh | 1.34 | 1.35 | - | 1.35 |
| Pd | 1.37 | 1.31 | 1.63 | 1.40 |
| Ag | 1.44 | 1.53 | 1.72 | 1.60 |
| Cd | 1.56 | 1.48 | 1.58 | 1.55 |
| в | 1.66 | 1.44 | 1.93 | 1.55 |
| сн | 1.58 | 1.41 | 2.17 | 1.45 |
| Те | 1.70 | 1.35 | 2.06 | 1.40 |
| аз | - | 1.33 | 1.98 | 1.40 |
| Xe | 2.18 | 1.30 | 2.16 | - |
| Cs | 2.68 | 2.25 | - | 2.60 |
| Ба | 2.21 | 1.98 | - | 2.15 |
| Ла | 1.87 | 1.69 | - | 1.95 |
| Ce | 1.83 | - | - | 1.85 |
| Пр | 1.82 | - | - | 1.85 |
| Nd | 1.82 | - | - | 1.85 |
| следобед | - | - | - | 1.85 |
| См | 1.81 | - | - | 1.85 |
| ЕС | 2.02 | - | - | 1.80 |
| Gd | 1.79 | - | - | 1.80 |
| Tb | 1.77 | - | - | 1.75 |
| Dy | 1.77 | - | - | 1.75 |
| хо | 1.76 | - | - | 1.75 |
| Ер | 1.75 | - | - | 1.75 |
| Tm | 1.74 | - | - | 1.75 |
| Yb | 1.93 | - | - | 1.75 |
| Лу | 1.74 | 1.60 | - | 1.75 |
| Hf | 1.59 | 1.50 | - | 1.55 |
| Та | 1.46 | 1.38 | - | 1.45 |
| У | 1.40 | 1.46 | - | 1.35 |
| Re | 1.37 | 1.59 | - | 1.35 |
| Операционна система | 1.35 | 1.28 | - | 1.30 |
| Ir | 1.35 | 1.37 | - | 1.35 |
| Пт | 1.38 | 1.28 | 1.75 | 1.35 |
| Au | 1.44 | 1.44 | 1.66 | 1.35 |
| Hg | 1.60 | 1.49 | 1.55 | 1.50 |
| Tl | 1.71 | 1.48 | 1.96 | 1.90 |
| Pb | 1.75 | 1.47 | 2.02 | 1.80 |
| Би | 1.82 | 1.46 | - | 1.60 |
| По | - | - | - | 1.90 |
| При | - | - | - | - |
| Rn | - | 1.45 | - | - |
| о | 2.80 | - | - | - |
| Ра | 2.35 | - | - | 2.15 |
| ак | 2.03 | - | - | 1.95 |
| Th | 180 | - | - | 1.80 |
| татко | 1.62 | - | - | 1.80 |
| U | 1.53 | - | 1.86 | 1.75 |
| Np | 1.50 | - | - | 1.75 |
| Pu | 1.62 | - | - | 1.75 |
| Am | - | - | - | 1.75 |
Общата тенденция на промените в атомните радиуси е следната. В групите атомните радиуси се увеличават, тъй като с увеличаване на броя на енергийните нива се увеличават размерите на атомните орбитали с голямо основно квантово число. За d-елементите, в чиито атоми са запълнени орбиталите на предишното енергийно ниво, тази тенденция няма ясно изразен характер при прехода от елементи от петия период към елементи от шестия период.
В кратки периоди радиусите на атомите обикновено намаляват, тъй като увеличаването на заряда на ядрото по време на прехода към всеки следващ елемент предизвиква привличане на външни електрони с нарастваща сила; броят на енергийните нива в същото време остава постоянен.
Промяната на атомния радиус в периоди за d-елементи е по-сложна.
Стойността на атомния радиус е доста тясно свързана с такава важна характеристика на атома като йонизационна енергия. Един атом може да загуби един или повече електрони, превръщайки се в положително зареден йон - катион. Тази способност се определя количествено чрез йонизационна енергия.
Списък на използваната литература
- Попков В. А., Пузаков С. А. Обща химия: учебник. - М.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 с.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [С. 27-28]
- Волков, А.И., Жарски, И.М.Голям химически справочник / A.I. Волков, И.М. Жарски. - Мн.: Модерно училище, 2005. - 608 с ISBN 985-6751-04-7.
Ефективният радиус на атом или йон се разбира като радиус на неговата сфера на действие, а атомът (йон) се счита за несвиваема топка. Използвайки планетарния модел на атома, той е представен като ядро, около което обикалят електрони. Последователността на елементите в периодичната таблица на Менделеев съответства на последователността на запълване на електронни обвивки. Ефективният радиус на йона зависи от запълването на електронните обвивки, но не е равен на радиуса на външната орбита. За да се определи ефективният радиус, атомите (йоните) в кристалната структура се представят като докосващи се твърди топки, така че разстоянието между техните центрове да е равно на сбора от радиусите. Атомните и йонните радиуси се определят експериментално от рентгенови измервания на междуатомни разстояния и се изчисляват теоретично въз основа на концепции за квантовата механика.
Размерите на йонните радиуси се подчиняват на следните закони:
1. В рамките на един вертикален ред на периодичната таблица радиусите на йони с еднакъв заряд се увеличават с увеличаване на атомния номер, тъй като броят на електронните обвивки и следователно размерът на атома се увеличава.
2. За един и същи елемент йонният радиус се увеличава с увеличаване на отрицателния заряд и намалява с увеличаване на положителния заряд. Радиусът на аниона е по-голям от радиуса на катиона, тъй като анионът има излишък от електрони, а катионът има дефицит. Например за Fe, Fe 2+, Fe 3+ ефективният радиус е съответно 0,126, 0,080 и 0,067 nm, за Si 4-, Si, Si 4+ ефективният радиус е 0,198, 0,118 и 0,040 nm.
3. Размерите на атомите и йоните следват периодичността на Менделеевата система; изключение правят елементите от № 57 (лантан) до № 71 (лутеций), където радиусите на атомите не се увеличават, а равномерно намаляват (т.нар. свиване на лантанидите), и елементите от № 89 (актиний) нататък (т.нар. актинидна контракция).
Атомният радиус на химичния елемент зависи от координационното число. Увеличаването на координационното число винаги е придружено от увеличаване на междуатомните разстояния. В този случай относителната разлика в стойностите на атомните радиуси, съответстващи на две различни координационни числа, не зависи от вида на химическата връзка (при условие, че типът на връзката в структурите със сравняваните координационни числа е един и същ). Промяната в атомните радиуси с промяна в координационното число значително влияе върху величината на обемните промени по време на полиморфни трансформации. Например, при охлаждане на желязото, трансформацията му от модификация с лицево-центрирана кубична решетка към модификация с обемно-центрирана кубична решетка, която се извършва при 906 o C, трябва да бъде придружена от увеличаване на обема с 9%, реално увеличението на обема е 0,8%. Това се дължи на факта, че поради промяна на координационното число от 12 на 8, атомният радиус на желязото намалява с 3%. Тоест, промените в атомните радиуси по време на полиморфни трансформации до голяма степен компенсират тези обемни промени, които би трябвало да настъпят, ако атомният радиус не се е променил. Атомните радиуси на елементите могат да се сравняват само ако имат едно и също координационно число.
Атомните (йонните) радиуси също зависят от вида на химичната връзка.
В метално свързаните кристали атомният радиус се определя като половината от междуатомното разстояние между съседни атоми. В случай на твърди разтвори металните атомни радиуси се променят по сложен начин.
Ковалентните радиуси на елементи с ковалентна връзка се разбират като половината от междуатомното разстояние между най-близките атоми, свързани с единична ковалентна връзка. Характеристика на ковалентните радиуси е тяхното постоянство в различни ковалентни структури с еднакви координационни числа. По този начин разстоянията в единичните С-С връзки в диаманта и наситените въглеводороди са еднакви и равни на 0,154 nm.
Йонните радиуси във вещества с йонни връзки не могат да бъдат определени като половината от сумата на разстоянията между близките йони. По правило размерите на катионите и анионите се различават рязко. В допълнение, симетрията на йоните се различава от сферичната. Има няколко подхода за оценка на йонните радиуси. Въз основа на тези подходи се оценяват йонните радиуси на елементите и след това йонните радиуси на други елементи се определят от експериментално определени междуатомни разстояния.
Радиусите на Ван дер Ваалс определят ефективните размери на атомите на благородния газ. Освен това атомните радиуси на Ван дер Ваалс се считат за половината от междуядреното разстояние между най-близките идентични атоми, които не са свързани помежду си чрез химическа връзка, т.е. принадлежащи към различни молекули (например в молекулни кристали).
Когато се използват атомни (йонни) радиуси в изчисления и конструкции, техните стойности трябва да се вземат от таблици, изградени според една система.
Атомни йони; имат значението на радиусите на сферите, представляващи тези атоми или йони в молекули или кристали. Атомните радиуси позволяват приблизително да се оценят междуядрените (междуатомни) разстояния в молекулите и кристалите.
Електронната плътност на изолиран атом намалява бързо с увеличаване на разстоянието до ядрото, така че радиусът на атома може да се определи като радиуса на сферата, в която е концентрирана по-голямата част (например 99%) от електронната плътност. Въпреки това, за да се изчислят междуядрените разстояния, се оказа по-удобно да се интерпретират атомните радиуси по различен начин. Това доведе до появата на различни определения и системи за атомни радиуси.
Ковалентният радиус на X атом се определя като половината от дължината на проста химическа връзка X—X. Така за халогени ковалентните радиуси се изчисляват от равновесното междуядрено разстояние в молекулата X 2, за сяра и селен - в молекули S 8 и Se 8, за въглерод - в диамантен кристал. Изключение прави водородният атом, за който ковалентният атомен радиус се приема за 30 pm, докато половината от междуядреното разстояние в молекулата на Н2 е 37 pm. За съединения с ковалентна връзка, като правило, принципът на адитивност е изпълнен (дължината на връзката X-Y е приблизително равна на сумата от атомните радиуси на атомите X и Y), което позволява да се предвидят дължините на връзката в многоатомни молекули.
Йонните радиуси се определят като стойности, чиято сума за двойка йони (например X + и Y -) е равна на най-късото междуядрено разстояние в съответните йонни кристали. Има няколко системи от йонни радиуси; системите се различават по числови стойности за отделните йони в зависимост от това кой радиус и кой йон се взема за основа при изчисляване на радиусите на други йони. Например, според Полинг, това е радиусът на O 2- йона, взет равен на 140 pm; според Шанън - радиусът на същия йон, взет равен на 121 pm. Въпреки тези различия, различните системи за изчисляване на междуядрените разстояния в йонните кристали водят до приблизително еднакви резултати.
Металните радиуси се определят като половината от най-късото разстояние между атомите в кристалната решетка на метала. За метални конструкции, които се различават по вида на опаковката, тези радиуси са различни. Близостта на атомните радиуси на различни метали често показва възможността за образуване на твърди разтвори от тези метали. Адитивността на радиусите позволява да се предвидят параметрите на кристалните решетки на интерметалните съединения.
Радиусите на Ван дер Ваалс се определят като величини, чиято сума е равна на разстоянието, на което два химически несвързани атома от различни молекули или различни групи от атоми от една и съща молекула могат да се доближат един до друг. Средно радиусите на Ван дер Ваалс са приблизително 80 pm по-големи от ковалентните радиуси. Радиусите на Ван дер Ваалс се използват за тълкуване и прогнозиране на стабилността на молекулните конформации и структурното подреждане на молекулите в кристалите.
Лит.: Housecroft K., Constable E. Съвременен курс по обща химия. М., 2002. Т. 1.
ЕФЕКТИВЕН АТОМЕН РАДИУС – вж Радиусът е атомен.
Геологически речник: в 2 тома. - М.: Недра. Редактирано от K. N. Paffengoltz et al.. 1978 .
Вижте какво е "ЕФЕКТИВЕН АТОМЕН РАДИУС" в други речници:
Стойност в Å, характеризираща размера на атомите. Обикновено това понятие се разбира като ефективно излъчване, изчислено като половината от междуатомното (междуядреното) разстояние в хомоатомни съединения, тоест в метали и неметали. Защото сама и... Геоложка енциклопедия
Платина- (Платина) Платинен метал, химични и физични свойства на платината Платинен метал, химични и физични свойства на платината, производство и използване на платина Съдържание Съдържание Раздел 1. Произход на името платина. Раздел 2. Правила в... ... Енциклопедия на инвеститора
Характеристики, които позволяват приблизителна оценка на междуатомните (междуядрените) разстояния в молекулите и кристалите. Атомните радиуси са от порядъка на 0,1 nm. Определя се основно от данни от рентгеноструктурен анализ. * * * АТОМНИ… … енциклопедичен речник
Метал- (Метал) Определение на метал, физични и химични свойства на металите Определение на метал, физични и химични свойства на металите, приложение на метали Съдържание Съдържание Определение Срещане в природата Свойства Характерни свойства... ... Енциклопедия на инвеститора
94 Нептуний ← Плутоний → Америций Sm Pu ... Уикипедия
Заявката за "Lithium" се пренасочва тук; вижте и други значения. Тази статия е за химичния елемент . За медицинска употреба вижте Литиеви препарати. 3 Хелий ← Литий ... Уикипедия
55 Ксенон ← Цезий → Барий ... Уикипедия
Изследванията на структурата във VA се основават на изследването на ъгловото разпределение на интензитета на разсейване на рентгеново лъчение (включително синхротронно лъчение), електронен или неутронен поток и Mössbauer g лъчение, изследвано във VA. респ. различавам... Химическа енциклопедия
Размерите на частиците често определят вида на кристалната структура и са важни за разбирането на протичането на много химични реакции. Размерът на атомите, йоните и молекулите се определя от валентните електрони. Основата за разбиране на този въпрос - моделите на промени в орбиталните радиуси - са представени в подраздел. 2.4. Атомът няма граници и размерът му е относителна стойност. Въпреки това е възможно да се характеризира размерът на свободния атом чрез неговия орбитален радиус. Но от практически интерес обикновено са атомите и йоните в състава на дадено вещество (в молекула, полимер, течност или твърдо вещество), а не свободните. Тъй като състоянията на свободния и свързания атом се различават значително (и преди всичко тяхната енергия), размерите също трябва да се различават.
За свързаните атоми можете също да въведете количества, характеризиращи техния размер. Въпреки че електронните облаци от свързани атоми могат да се различават значително от сферичните, размерите на атомите обикновено се характеризират с ефективен (очевидно) радиуси .
Размерите на атомите на един и същ елемент значително зависят от състава на кое химично съединение и какъв тип връзка има атомът. Например за водорода половината от междуатомното разстояние в молекулата Н2 е 0,74/2 = 0,37 Å, а в металния водород стойността на радиуса е 0,46 Å. Затова подчертават ковалентен, йонен, метален и ван дер ваалсов радиус . Като правило, в понятията за ефективни радиуси, междуатомните разстояния (по-точно междуядрените разстояния) се считат за сумата от радиусите на два съседни атома, като атомите са несвиваеми сфери. При наличието на надеждни и точни експериментални данни за междуатомните разстояния (а такива данни са налични от дълго време както за молекули, така и за кристали с точност до хилядни от ангстрьома), остава един проблем за определяне на радиуса на всеки атом - как за разпределяне на междуатомното разстояние между два атома. Ясно е, че този проблем може да бъде решен недвусмислено само чрез въвеждане на допълнителни независими данни или предположения.
Край на работата -
Тази тема принадлежи към раздела:
Свойства на химичната връзка
На уебсайта прочетете: "свойства на химическите връзки"..
Ако имате нужда от допълнителен материал по тази тема или не сте намерили това, което търсите, препоръчваме да използвате търсенето в нашата база данни с произведения:
Какво ще правим с получения материал:
Ако този материал е бил полезен за вас, можете да го запазите на страницата си в социалните мрежи:
| Tweet |
Всички теми в този раздел:
Ковалентни радиуси
Най-очевидната ситуация е с ковалентни радиуси за атоми, които образуват неполярни двуатомни молекули. В такива случаи ковалентният радиус е точно половината от междуатомното разстояние
Йонни радиуси
Тъй като по н. u. Трудно е да се наблюдават молекули с йонни връзки и в същото време са известни голям брой съединения, които образуват йонни кристали, тогава когато става дума за йонни радиуси,
Метални радиуси
Определянето на металните радиуси само по себе си не е проблем - достатъчно е да се измери междуядреното разстояние в съответния метал и да се раздели наполовина. В табл 20 са някакъв мет
Радиуси на Вандер Ваалс
Радиусите на Ван дер Ваалс могат да бъдат определени чрез измерване на разстоянията между атомите в кристал, когато между тях няма химическа връзка. С други думи, атомите принадлежат към различни молекули
Въпроси за самопроверка
1. Какво представляват орбиталният и ефективният радиус? 2. Каква е разликата между радиуса на пелета и атом или йон? 3. В какви случаи ковалентният радиус е равен на половината от дължината?
Ефективни атомни заряди
При образуване на химическа връзка настъпва преразпределение на електронната плътност, а при полярна връзка атомите се зареждат електрически. Тези такси се наричат ефективни. Те са хара
Ефективни заряди в някои йонни кристали
Вещество CsF CsCl NaF NaCl LiF LiCl LiI DEO 3.3
Ефективни заряди на атоми в оксиди (според Н. С. Ахметов)
Оксид Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO
Въпроси за самопроверка
1. Какъв е ефективният заряд на атома? 2. Може ли ефективният заряд да надвишава (по абсолютна стойност) степента на окисление на атома? 3. Каква е степента на йонност на връзката? 4. К
Валентност
Като цяло валентността характеризира способността на атомите на даден елемент да образуват съединения с определен състав (определени съотношения на количествата на различни елементи в съединението). Често в
Въпроси за самопроверка
1. Дефинирайте понятията: степен на окисление; ковалентност; координационен номер; стерично число. 2. Определете ковалентността, степента на окисление и CN за: H2S; з
Комуникационна енергия
Количеството енергия е най-важната характеристика на връзката, определяща устойчивостта на веществата към топлина, светлина, механичен стрес и реакции с други вещества[†]. Има различни методи
Енергии на свързване на двуатомни молекули в газ (Н. Н. Павлов)
Молекула H2 Li2 Na2 K2 F2 Cl2
Въпроси за самопроверка
1. Предскажете промяната в енергията на C–N връзката в сериите Н3СНН2, Н2СНН, НННН. 2. Предскажете промяната в енергията на свързване в серията O2, S2, Se2
Химическа връзка и периодичната таблица на елементите
Нека разгледаме закономерностите на структурата и свойствата на някои прости вещества и най-простите съединения, определени от електронната структура на техните атоми. Атомите на благородния газ (група VIIIA) са напълно
Промени в междуатомните разстояния за прости вещества от група VIA
Вещество Разстояние между атоми, Å вътре в молекули между молекули разлика S
Допълнителен
3. Обща химия / изд. Е. М. Соколовская. М.: Издателство на Московския държавен университет, 1989. 4. Угай Я. О. Обща химия. М.: По-високо. училище, 1984. 5. Същият. Обща и неорганична химия. М..
