Kako možete odrediti efektivni radijus atoma. Atomski radijus: šta je to i kako odrediti

Važna karakteristika atoma je njegova veličina, odnosno atomski radijus. Veličina pojedinačnog atoma nije određena, jer je njegova vanjska granica zamagljena zbog vjerovatnoće prisutnosti elektrona u različitim točkama u cirkumnuklearnom prostoru. Zbog toga se, ovisno o vrsti veze između atoma, razlikuju metalni, kovalentni, van der Waalsovi, ionski i drugi atomski radijusi.

"Metalni" radijusi (kod mene) nalaze se dijeljenjem na pola najkraćih međuatomskih udaljenosti u kristalnim strukturama jednostavnih supstanci s koordinacijskim brojem 12. Pri ostalim vrijednostima c.h. potrebna korekcija se uzima u obzir.

Vrijednosti kovalentni radijusi (r cov) izračunato kao polovina dužine homoatomske veze. Ako nije moguće odrediti dužinu jedne homoatomske veze, r cov vrijednost atoma elementa A se dobija oduzimanjem kovalentnog radijusa atoma elementa B od dužine heteroatomske veze A-B. Kovalentni radijusi zavise uglavnom od veličine unutrašnje elektronske ljuske.

Radijusi valentno nevezanih atoma - van der Waalsov radijus (r w) odrediti efektivne veličine atoma zbog odbojnih sila ispunjenih energetskih nivoa.

Vrijednosti energije elektrona određene Slaterovim pravilima. omogućio je procjenu relativne vrijednosti - prividne veličine atoma - r cmp (empirijski radijus).

Dužina veze je data u angstromima (1 Å = 0,1 nm = 100 pm).

Element r me r cov rw r cmp
H 0.46 0.37 1.20 0.25
On 1.22 0.32 1.40 -
Li 1.55 1.34 1.82 1.45
Budi 1.13 0.90 - 1.05
B 0.91 0.82 - 0.85
C 0.77 0.77 1.70 0.70
N 0.71 0.75 1.55 0.65
O - 0.73 1.52 0.60
F - 0.71 1.47 0.50
Ne 1.60 0.69 1.54 -
N / A 1.89 1.54 2.27 1.80
mg 1.60 1.30 1.73 1.50
Al 1.43 1.18 - 1.25
Si 1.34 1.11 2.10 1.10
P 1.30 1.06 1.80 1.00
S - 1.02 1.80 1.00
Cl - 0.9 1.75 1.00
Ar 1.92 0.97 1.88 -
K 2.36 1.96 2.75 2.20
Ca 1.97 1.74 - 1.80
sc 1.64 1.44 - 1.60
Ti 1.46 1.36 - 1.40
V 1.34 1.25 - 1.35
Cr 1.27 1.27 - 1.40
Mn 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
As 1.48 1.19 1.85 1.15
Se 1.60 1.16 1.90 1.15
Br - 1.14 1.85 1.15
kr 1.98 1.10 2.02 -
Rb 2.48 2.11 - 2.35
Sr 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
Mo 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
U 1.66 1.44 1.93 1.55
lok 1.58 1.41 2.17 1.45
Te 1.70 1.35 2.06 1.40
I - 1.33 1.98 1.40
Xe 2.18 1.30 2.16 -
Cs 2.68 2.25 - 2.60
Ba 2.21 1.98 - 2.15
La 1.87 1.69 - 1.95
Ce 1.83 - - 1.85
Pr 1.82 - - 1.85
Nd 1.82 - - 1.85
pm - - - 1.85
sm 1.81 - - 1.85
EU 2.02 - - 1.80
Gd 1.79 - - 1.80
Tb 1.77 - - 1.75
Dy 1.77 - - 1.75
Ho 1.76 - - 1.75
Er 1.75 - - 1.75
Tm 1.74 - - 1.75
Yb 1.93 - - 1.75
Lu 1.74 1.60 - 1.75
hf 1.59 1.50 - 1.55
Ta 1.46 1.38 - 1.45
W 1.40 1.46 - 1.35
Re 1.37 1.59 - 1.35
Os 1.35 1.28 - 1.30
Ir 1.35 1.37 - 1.35
Pt 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
Bi 1.82 1.46 - 1.60
Po - - - 1.90
At - - - -
Rn - 1.45 - -
o 2.80 - - -
Ra 2.35 - - 2.15
AC 2.03 - - 1.95
Th 180 - - 1.80
Pa 1.62 - - 1.80
U 1.53 - 1.86 1.75
Np 1.50 - - 1.75
Pu 1.62 - - 1.75
Am - - - 1.75

Opšti trend atomskih radijusa je sljedeći. U grupama se atomski radijusi povećavaju, jer s povećanjem broja energetskih nivoa povećavaju se i veličine atomskih orbitala s velikom vrijednošću glavnog kvantnog broja. Za d-elemente, u čijim su atomima popunjene orbitale prethodnog energetskog nivoa, ova tendencija nema izražen karakter pri prelasku sa elemenata petog perioda na elemente šestog perioda.

U malim periodima, radijusi atoma uglavnom se smanjuju, jer povećanje naboja jezgra tokom prelaska na svaki sljedeći element uzrokuje privlačenje vanjskih elektrona sa rastućom silom; broj energetskih nivoa u isto vreme ostaje konstantan.

Promjena atomskog radijusa u periodima za d-elemente je složenija.

Vrijednost atomskog radijusa je prilično usko povezana s tako važnom karakteristikom atoma kao što je energija ionizacije. Atom može izgubiti jedan ili više elektrona, pretvarajući se u pozitivno nabijeni ion - kation. Ova sposobnost je kvantifikovana energijom jonizacije.

Spisak korišćene literature

  1. Popkov V. A., Puzakov S. A. Opća hemija: udžbenik. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 str.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Sa. 27-28]
  2. Volkov, A.I., Zharsky, I.M. Veliki hemijski priručnik / A.I. Volkov, I.M. Zharsky. - Minsk: Moderna škola, 2005. - 608 s ISBN 985-6751-04-7.

Pod efektivnim radijusom atoma ili jona podrazumijeva se radijus sfere njegovog djelovanja, a atom (jon) se smatra nestišljivom kuglom. Koristeći planetarni model atoma, on je predstavljen kao jezgro oko koje se elektroni okreću po orbitama. Redoslijed elemenata u Periodnom sistemu Mendeljejeva odgovara redoslijedu punjenja elektronskih ljuski. Efektivni radijus jona zavisi od zauzetosti elektronskih ljuski, ali nije jednak poluprečniku spoljne orbite. Da bi se odredio efektivni radijus, atomi (joni) u kristalnoj strukturi su predstavljeni kao kontaktne krute kuglice, tako da je rastojanje između njihovih centara jednako zbiru poluprečnika. Atomski i jonski radijusi su eksperimentalno određeni iz rendgenskih mjerenja međuatomskih udaljenosti i teoretski izračunati na osnovu kvantnomehaničkih koncepata.

Veličine ionskih radijusa podliježu sljedećim zakonima:

1. Unutar jednog vertikalnog reda periodnog sistema, radijusi jona sa istim nabojem rastu sa povećanjem atomskog broja, jer se povećava broj elektronskih ljuski, a time i veličina atoma.

2. Za isti element, jonski radijus raste sa povećanjem negativnog naboja i opada sa povećanjem pozitivnog naboja. Radijus anjona je veći od radijusa kationa, jer anjon ima višak elektrona, dok kation ima manjak. Na primjer, za Fe, Fe 2+, Fe 3+, efektivni radijus je 0,126, 0,080 i 0,067 nm, respektivno, za Si 4-, Si, Si 4+, efektivni radijus je 0,198, 0,118 i 0,040 nm.

3. Veličine atoma i jona prate periodičnost Mendeljejevskog sistema; izuzeci su elementi od br. 57 (lantan) do br. 71 (lutecij), gdje se atomski radijusi ne povećavaju, već se ravnomjerno smanjuju (tzv. lantanidna kontrakcija), te elementi iz br. 89 (aktinijum) i dalje ( takozvana aktinoidna kontrakcija).

Atomski radijus hemijskog elementa zavisi od koordinacijskog broja. Povećanje koordinacijskog broja uvijek je praćeno povećanjem međuatomskih udaljenosti. U ovom slučaju, relativna razlika između vrijednosti atomskih radijusa koji odgovaraju dva različita koordinacijska broja ne ovisi o vrsti kemijske veze (pod uvjetom da je tip veze u strukturama s upoređenim koordinacijskim brojevima isti). Promjena atomskog radijusa s promjenom koordinacijskog broja značajno utječe na veličinu volumetrijskih promjena tokom polimorfnih transformacija. Na primjer, kada se željezo ohladi, njegova transformacija iz kubične modifikacije usmjerene na lice u kubičnu modifikaciju usmjerenu na tijelo koja se javlja na 906 ° C trebala bi biti praćena povećanjem volumena za 9%, u stvari, povećanje volumena je 0,8 %. To je zbog činjenice da se zbog promjene koordinacijskog broja sa 12 na 8, atomski radijus željeza smanjuje za 3%. Odnosno, promjena atomskog radijusa tijekom polimorfnih transformacija u velikoj mjeri kompenzira volumetrijske promjene koje bi se morale dogoditi da se atomski radijus u ovom slučaju ne promijeni. Atomski radijusi elemenata mogu se porediti samo sa istim koordinacionim brojem.

Atomski (jonski) radijusi također zavise od vrste kemijske veze.

U kristalima s metalnom vezom, atomski radijus je definiran kao polovina međuatomske udaljenosti između najbližih atoma. U slučaju čvrstih rastvora, metalni atomski radijusi variraju na složen način.

Pod kovalentnim radijusima elemenata s kovalentnom vezom podrazumijeva se polovina međuatomske udaljenosti između najbližih atoma povezanih jednom kovalentnom vezom. Karakteristika kovalentnih radijusa je njihova postojanost u različitim kovalentnim strukturama sa istim koordinacionim brojevima. Dakle, udaljenosti u pojedinačnim C-C vezama u dijamantu i zasićenim ugljovodonicima su iste i jednake su 0,154 nm.

Jonski radijusi u supstancama s ionskom vezom ne mogu se definirati kao polovina zbroja udaljenosti između najbližih jona. U pravilu se veličine kationa i aniona naglo razlikuju. Osim toga, simetrija jona se razlikuje od sferne. Postoji nekoliko pristupa za procjenu vrijednosti jonskih radijusa. Na osnovu ovih pristupa procjenjuju se ionski radijusi elemenata, a zatim se iz eksperimentalno utvrđenih međuatomskih udaljenosti određuju ionski radijusi ostalih elemenata.

Van der Waalsov radijus određuju efektivne veličine atoma plemenitog plina. Osim toga, smatra se da su van der Waalsovi atomski radijusi polovina međunuklearne udaljenosti između najbližih identičnih atoma koji nisu kemijski vezani, tj. koji pripadaju različitim molekulima (na primjer, u molekularnim kristalima).

Kada se u proračunima i konstrukcijama koriste vrijednosti atomskih (jonskih) radijusa, njihove vrijednosti treba uzeti iz tablica izgrađenih prema jednom sistemu.

Atomski ioni; imaju značenje radijusa sfera koje predstavljaju ove atome ili ione u molekulima ili kristalima. Atomski radijusi omogućavaju aproksimaciju međunuklearnih (interatomskih) udaljenosti u molekulima i kristalima.

Gustoća elektrona izolovanog atoma brzo opada kako se rastojanje do jezgra povećava, tako da bi se radijus atoma mogao definisati kao poluprečnik sfere u kojoj je glavni deo (na primer, 99%) elektronske gustine koncentrirano. Međutim, za procjenu međunuklearnih udaljenosti, pokazalo se da je zgodnije tumačiti atomske radijuse na drugačiji način. To je dovelo do različitih definicija i sistema atomskih radijusa.

Kovalentni polumjer X atoma definiran je kao polovina dužine jednostavne X-X hemijske veze. Dakle, za halogene se kovalentni radijusi izračunavaju iz ravnotežne međunuklearne udaljenosti u molekulu X 2, za sumpor i selen - u molekulima S 8 i Se 8, za ugljik - u kristalu dijamanta. Izuzetak je atom vodonika, za koji se pretpostavlja da je kovalentni atomski radijus 30 pm, dok je polovina međunuklearne udaljenosti u molekuli H 2 37 pm. Za jedinjenja sa kovalentnom vezom, u pravilu je zadovoljen princip aditivnosti (dužina X–Y veze je približno jednaka zbiru atomskih radijusa atoma X i Y), što omogućava predviđanje dužine veze u poliatomskim molekulima.

Jonski radijusi se definiraju kao vrijednosti čiji je zbir za par iona (na primjer, X + i Y -) jednak najkraćoj međunuklearnoj udaljenosti u odgovarajućim ionskim kristalima. Postoji nekoliko sistema jonskih radijusa; sistemi se razlikuju u numeričkim vrijednostima za pojedine ione, ovisno o tome koji radijus i koji ion se uzima kao osnova za izračunavanje radijusa drugih iona. Na primjer, prema Paulingu, ovo je polumjer O 2- jona, uzet jednak 140 pm; prema Šenonu - poluprečnik istog jona, uzet jednak 121 pm. Uprkos ovim razlikama, različiti sistemi za izračunavanje međunuklearnih udaljenosti u jonskim kristalima dovode do približno istih rezultata.

Metalni radijusi se definiraju kao polovina najkraće udaljenosti između atoma u kristalnoj rešetki metala. Za metalne konstrukcije koje se razlikuju po vrsti pakiranja, ti radijusi su različiti. Bliskost vrijednosti atomskih radijusa različitih metala često služi kao pokazatelj mogućnosti stvaranja čvrstih otopina ovih metala. Aditivnost radijusa omogućava predviđanje parametara kristalnih rešetki intermetalnih jedinjenja.

Van der Waalsovi radijusi su definirani kao veličine čiji je zbir jednak udaljenosti kojoj se mogu približiti dva kemijski nepovezana atoma različitih molekula ili različitih grupa atoma istog molekula. U prosjeku, van der Waalsovi radijusi su oko 80 pm veći od kovalentnih radijusa. Van der Waalsovi radijusi se koriste za tumačenje i predviđanje stabilnosti molekularnih konformacija i strukturnog uređenja molekula u kristalima.

Lit.: Housecroft K., Constable E. Savremeni kurs opšte hemije. M., 2002. T. 1.

EFEKTIVNI ATOMSKI RADIJUS - vidi. atomski radijus.

Geološki rječnik: u 2 toma. - M.: Nedra. Uredili K. N. Paffengolts et al.. 1978 .

Pogledajte šta je "EFEKTIVAN ATOMSKI RADIJUS" u drugim rječnicima:

    Vrijednost u Å koja karakterizira veličinu atoma. Obično se ovaj koncept shvatao kao efektivni RA, izračunat kao polovina međuatomske (internuklearne) udaljenosti u homoatomskim jedinjenjima, odnosno u metalima i nemetalima. Jer sam i... Geološka enciklopedija

    Platinum- (Platina) Metalna platina, hemijska i fizička svojstva platine Metalna platina, hemijska i fizička svojstva platine, proizvodnja i upotreba platine Sadržaj Sadržaj Odeljak 1. Poreklo naziva platina. Odjeljak 2. Situacija u ... ... Enciklopedija investitora

    Karakteristike koje omogućavaju približnu procjenu međuatomskih (međunuklearnih) udaljenosti u molekulima i kristalima. Atomski radijusi su reda veličine 0,1 nm. Određuju se uglavnom na osnovu podataka analize rendgenskih zraka. * * * ATOMSKI… … enciklopedijski rječnik

    Metal- (Metal) Definicija metala, fizička i hemijska svojstva metala Definicija metala, fizička i hemijska svojstva metala, primena metala Sadržaj Sadržaj Definicija Nalaz u prirodi Svojstva Karakteristična svojstva ... ... Enciklopedija investitora

    94 Neptunijum ← Plutonijum → Americij Sm Pu ... Wikipedia

    "Lithium" zahtjev preusmjerava ovdje; vidi i druga značenja. Ovaj članak je o hemijskom elementu. Za medicinsku upotrebu, pogledajte Preparati litijuma. 3 Helijum ← Litijum ... Wikipedia

    55 Xenon ← Cezijum → Barijum ... Wikipedia

    Istraživanja strukture u VA zasnivaju se na proučavanju ugaone distribucije intenziteta raspršenja rendgenskog zračenja (uključujući sinhrotronsko), fluksa elektrona ili neutrona i Mössbauer g zračenja proučavanog u VA. Resp. razlikovati… Chemical Encyclopedia

Veličine čestica često određuju tip kristalne strukture i važne su za razumijevanje toka mnogih kemijskih reakcija. Veličina atoma, jona, molekula određena je valentnim elektronima. Osnova za razumijevanje ovog pitanja - obrasci promjena u orbitalnim radijusima - navedeni su u poglav. 2.4. Atom nema granica i njegova veličina je uslovna vrijednost. Ipak, moguće je okarakterisati veličinu slobodnog atoma orbitalnim radijusom. Ali od praktičnog interesa obično su atomi i ioni u sastavu tvari (u molekuli, polimeru, tekućini ili čvrstoj tvari), a ne slobodni. Kako se stanja slobodnog i vezanog atoma značajno razlikuju (i prije svega njihova energija), moraju se razlikovati i veličine.

Za vezane atome mogu se uvesti i količine koje karakterišu njihovu veličinu. Iako se elektronski oblaci vezanih atoma mogu značajno razlikovati od sfernih, uobičajeno je karakterizirati veličine atoma efektivno (očigledno) radijusi .

Veličine atoma istog elementa u suštini zavise od sastava kojeg hemijskog jedinjenja, sa kakvom se vrstom veze atom nalazi. Na primjer, za vodonik, polovina međuatomske udaljenosti u molekulu H 2 je 0,74/2 = 0,37 Å, a u metalnom vodoniku vrijednost radijusa je 0,46 Å. Stoga, dodijelite kovalentni, jonski, metalni i van der Waalsovi radijusi . U pravilu, u konceptima efektivnih radijusa, međuatomske udaljenosti (tačnije, međunuklearne udaljenosti) smatraju se zbirom polumjera dva susjedna atoma, uzimajući atome kao nestišljive kuglice. U prisustvu pouzdanih i tačnih eksperimentalnih podataka o međuatomskim udaljenostima (a takvi su podaci već dugo dostupni i za molekule i za kristale sa tačnošću od hiljaditih delova angstroma), ostaje jedan problem da se odredi radijus svakog atoma - kako rasporediti međuatomsku udaljenost između dva atoma. Jasno je da se ovaj problem može nedvosmisleno riješiti samo uvođenjem dodatnih nezavisnih podataka ili pretpostavki.

Kraj rada -

Ova tema pripada:

Svojstva hemijske veze

Na sajtu pročitajte: "Svojstva hemijske veze" ..

Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam se ovaj materijal pokazao korisnim, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

Sve teme u ovoj sekciji:

kovalentni radijusi
Najočiglednija situacija je s kovalentnim radijusima za atome koji formiraju nepolarne dvoatomske molekule. U takvim slučajevima, kovalentni radijus je tačno polovina međuatomske udaljenosti

Jonski radijusi
Jer kod br. y. teško je uočiti molekule sa ionskim vezama i istovremeno je poznat veliki broj spojeva koji formiraju ionske kristale, onda kada su u pitanju ionski radijusi,

metalni radijusi
Samo po sebi, određivanje polumjera metala nije problem - dovoljno je izmjeriti međunuklearnu udaljenost u odgovarajućem metalu i podijeliti je na pola. U tabeli. 20 su neki met

van der Waalsov radijus
Van der Waalsovi radijusi se mogu odrediti mjerenjem udaljenosti između atoma u kristalu kada između njih nema kemijske veze. Drugim riječima, atomi pripadaju različitim molekulima.

Pitanja za samoispitivanje
1. Šta su orbitalni i efektivni radijusi? 2. Koja je razlika između polumjera kuglice i atoma ili jona? 3. U kojim slučajevima je kovalentni polumjer jednak polovini dužine

Efektivni naboji atoma
Kada se formira hemijska veza, elektronska gustina se redistribuira, a u slučaju polarne veze atomi su električno nabijeni. Ove naknade se nazivaju efektivnim. Oni su hara

Efektivni naboji u nekim jonskim kristalima
Supstanca CsF CsCl NaF NaCl LiF LiCl LiI DEO 3.3

Efektivni naboji atoma u oksidima (prema N. S. Ahmetovu)
Oksid Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO

Pitanja za samoispitivanje
1. Koliki je efektivni naboj atoma? 2. Može li efektivno punjenje premašiti (u modulu) oksidacijsko stanje atoma? 3. Koliki je stepen jonske veze? 4. K

Valence
Općenito, valencija karakterizira sposobnost atoma elementa da formiraju spojeve koji sadrže određeni sastav (određeni omjeri broja različitih elemenata u spoju). Često u

Pitanja za samoispitivanje
1. Definisati pojmove: stepen oksidacije; kovalentnost; koordinacijski broj; sterički broj. 2. Odrediti kovalenciju, oksidaciono stanje i CN za: H2S; H

Energija veze
Veličina energije je najvažnija karakteristika veze, koja određuje otpornost tvari na toplinu, svjetlo, mehaničko naprezanje i reakcije s drugim supstancama[†]. Postoje različite metode za

Energije vezivanja dvoatomskih molekula u gasu (N. N. Pavlov)
Molekul H2 Li2 Na2 K2 F2 Cl2

Pitanja za samoispitivanje
1. Predvidjeti promjenu energije C–N veze u nizu H3CNH2, H2CNH, HCNH. 2. Predvidjeti promjenu energije vezivanja u serijama O2, S2, Se2

Hemijska veza i periodični sistem elemenata
Razmotrimo zakonitosti strukture i svojstava nekih jednostavnih supstanci i najjednostavnijih spojeva, određene elektronskom strukturom njihovih atoma. Atomi plemenitog gasa (grupa VIIIA) imaju potpuno

Promjena međuatomskih udaljenosti za jednostavne tvari VIA grupe
Supstanca Udaljenost između atoma, Å unutar molekula između molekula razlika S

Dodatno
3. Opća hemija / ur. E. M. Sokolovskaya. M.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog univerziteta, 1989. 4. Ugay Ya. O. Opšta hemija. M.: Više. škola, 1984. 5. On je isti. Opća i neorganska hemija. M..