Atom- och jonradier är grunderna för materialvetenskap. Jonstorlek

Problemet med jonradier är ett av de centrala i teoretisk kemi, och själva termerna "jonisk radie"och" kristallradie", som karakteriserar motsvarande storlekar, är en konsekvens av modellen med jonisk-kovalent struktur. Problemet med radier utvecklas främst inom ramen för strukturkemin (kristallkemi).

Detta koncept fann experimentell bekräftelse efter upptäckten av röntgendiffraktion av M. Laue (1912). Beskrivningen av diffraktionseffekten sammanföll praktiskt taget med början av utvecklingen av den joniska modellen i verk av R. Kossel och M. Born. Därefter upptäcktes diffraktion av elektroner, neutroner och andra elementarpartiklar, vilket fungerade som grunden för utvecklingen av ett antal moderna metoder för strukturanalys (röntgen, neutron, elektrondiffraktion, etc.). Begreppet radier spelade en avgörande roll i utvecklingen av begreppet gitterenergi, teorin om närmast packning, och bidrog till framväxten av Magnus-Goldschmidt-reglerna, Goldschmidt-Fersmans isomorfismregler, etc.

Tillbaka i början av 1920-talet. två axiom accepterades: överförbarheten av joner från en struktur till en annan och beständigheten i deras storlekar. Det verkade ganska logiskt att ta hälften av de kortaste interna kärnavstånden i metaller som radier (Bragg, 1920). Något senare (Huggins, Slater) upptäcktes en korrelation mellan atomradier och avstånd till elektrondensitetsmaxima för valenselektronerna för motsvarande atomer.

Problem joniska radier (g japp) är något mer komplicerat. I joniska och kovalenta kristaller, enligt röntgendiffraktionsanalys, observeras följande: (1) en liten förskjutning i överlappningsdensiteten mot en mer elektronegativ atom, samt (2) en minsta elektrondensitet på bindningslinjen ( elektronskal av joner på nära avstånd bör stöta bort varandra). Detta minimum kan antas vara kontaktytan mellan enskilda joner, från vilken radierna kan mätas. Men från strukturella data om interna nukleära avstånd är det omöjligt att hitta ett sätt att bestämma bidraget från enskilda joner och följaktligen ett sätt att beräkna joniska radier. För att göra detta måste du ange åtminstone radien för en jon eller förhållandet mellan jonradier. Därför redan på 1920-talet. ett antal kriterier för en sådan bestämning föreslogs (Lande, Pauling, Goldschmidt, etc.) och olika system av joniska och atomära radier skapades (Arens, Goldschmidt, Bokiy, Zachariazen, Pauling) (i inhemska källor beskrivs problemet i detalj av V.I. Lebedev, V.S. Urusov och B.K. Weinstein).

För närvarande anses systemet med jonradier Shannon och Pruitt vara det mest tillförlitliga, där jonradien F“(r f0W F" = 1,19 A) och O 2_ (r f0W O 2- = 1,26 A) tas som den initiala ett (i monografier av B.K. Vainshtein kallas dessa fysikaliska). Tabell 3.1. Detta system ger en noggrannhet vid beräkning av kärnavstånd i de mest joniska föreningarna (fluorider och syresalter) i storleksordningen 0,01 A och möjliggör rimliga uppskattningar av radierna för joner som det inte finns några strukturella data för. Baserat på Shannons data - Pruitt 1988, gjordes beräkningen av vid den tiden okända radier för joner d- övergångsmetaller i höga oxidationstillstånd, i överensstämmelse med efterföljande experimentella data.

Tabell 3.1

Vissa joniska radier (enligt Shannon och Pruitt) av övergångselement (CN 6)

0,7 5 LS

Slut på bordet. 3.1

							0,75 lls

CC 4 ; b CC 2; LS- lågt spinntillstånd; H.S.- högt spinnläge.

En viktig egenskap hos jonradier är att de skiljer sig med ungefär 20 % när CN ändras med två enheter. Ungefär samma förändring sker när deras oxidationstillstånd ändras med två enheter. Spin crossover

Exempel på periodiska egenskapsförändringar

Eftersom kvantmekaniken förbjuder exakt bestämning av partikelkoordinater, är begreppen "atomradie" och "jonradie" relativa. Atomradier delas in i radier för metallatomer, kovalenta radier för icke-metallatomer och radier för ädelgasatomer. De bestäms som halva avståndet mellan lager av atomer i kristaller av motsvarande enkla ämnen (Fig. 2.1) med röntgen- eller neutrondiffraktionsmetoder.

Ris. 2.1. Till definitionen av begreppet "atomradie"

Generellt sett beror en atoms radie inte bara på atomernas natur, utan också på arten av den kemiska bindningen dem emellan, tillståndet för aggregation, temperatur och ett antal andra faktorer. Denna omständighet indikerar återigen relativiteten för begreppet "atomradie". Atomer är inte inkompressibla, orörliga bollar, de deltar alltid i rotations- och vibrationsrörelse. I tabell Tabellerna 2.1 och 2.2 visar radierna för vissa metallatomer och de kovalenta radierna för icke-metallatomer.

Tabell 2.1

Atomradier för vissa metaller

Metall	r a, pm	Metall	r a, pm
Li		Rb
Vara		Sr
Na		Y
Mg		Zr
Al		Obs
K		Mo
Ca		Tc
Sc		Ru
Ti		Rh
V		Pd
Cr		Ag
Mu		CD
Fe		I
Co		Cs
Ni		Ba
Cu		La
Zn		Hf

Tabell 2.2

Kovalenta radier av icke-metalliska atomer

Radierna för ädelgasatomer är betydligt större än radierna för icke-metallatomer i motsvarande perioder (tabell 2.2), eftersom den interatomiska interaktionen i ädelgaskristaller är mycket svag.

Gas He Ne Ar Kr Xe

r a , rm 122 160 191 201 220

Skalan för jonradier kan naturligtvis inte baseras på samma principer som skalan för atomradier. Dessutom kan strängt taget inte en enda egenskap hos en individuell jon objektivt bestämmas. Därför finns det flera skalor av joniska radier, alla är relativa, det vill säga byggda på grundval av vissa antaganden. Den moderna skalan av joniska radier är baserad på antagandet att gränsen mellan joner är punkten för minsta elektrontäthet på linjen som förbinder jonernas centrum. I tabell Tabell 2.3 visar radierna för några joner.

Tabell 2.3

Radier för några joner

Och han	r i pm	Och han	jag, pm
Li+		Mn 2+
Var 2+		Mn 4+
B 3+		Mn 7+
C4+		Fe 2+
N5+		Fe 3+
O2–		Co2+
F –		Co 3+
Na+		Ni 2+
Mg 2+		Cu+
Al 3+		Cu 2+
Si 4+		Br –
P5+		Mån 6+
S 2–		Tc 7+
Cl –		Ag+
Cl5+		jag –
Cl 7+		Ce 3+
Cr 6+		Nd 3+
		Lu 3+

Den periodiska lagen leder till följande mönster i förändringar i atomära och joniska radier.

1) I perioder från vänster till höger minskar i allmänhet atomens radie, även om den är ojämn, så ökar den i slutet kraftigt för ädelgasatomen.

2) I undergrupper, från topp till botten, ökar atomens radie: mer signifikant i huvudundergrupperna och mindre signifikant i de sekundära. Dessa mönster är lätta att förklara utifrån positionen för atomens elektroniska struktur. Under en period, under övergången från föregående element till nästa, går elektroner till samma lager och till och med till samma skal. Den växande laddningen av kärnan leder till en starkare attraktion av elektroner till kärnan, vilket inte kompenseras av den ömsesidiga avstötningen av elektroner. I undergrupper leder en ökning av antalet elektroniska lager och avskärmning av attraktionen av externa elektroner till kärnan av djupa lager till en ökning av atomens radie.

3) Katjonens radie är mindre än atomens radie och minskar med ökande laddning av katjonen, till exempel:

4) Anjonens radie är större än atomens radie, till exempel:

5) I perioder minskar jonernas radier av d-element med samma laddning gradvis, detta är den så kallade d-kompressionen, till exempel:

6) Ett liknande fenomen observeras för joner av f-element - under perioder minskar jonernas radier av f-element med samma laddning smidigt, detta är den så kallade f-kompressionen, till exempel:

7) Radierna för joner av samma typ (som har en liknande elektronisk "krona") ökar gradvis i undergrupper, till exempel:

8) Om olika joner har samma antal elektroner (de kallas isoelektroniska), så kommer storleken på sådana joner naturligt att bestämmas av jonkärnans laddning. Den minsta jonen kommer att vara den med högst kärnladdning. Till exempel har Cl –, S 2–, K+, Ca 2+ joner samma antal elektroner (18), dessa är isoelektroniska joner. Den minsta av dem kommer att vara kalciumjonen, eftersom den har den största kärnladdningen (+20), och den största kommer att vara S 2–-jonen, som har den minsta kärnladdningen (+16). Således framträder följande mönster: radien för isoelektroniska joner minskar med ökande jonladdning.

Relativ styrka för syror och baser (Kossel-diagram)

Alla syresyror och baser innehåller i sina molekyler fragmentet E n+ – O 2– – H +. Det är välkänt att dissociationen av en förening enligt den sura eller basiska typen är associerad med graden av oxidation (strängare, med valensen) av elementets atom. Låt oss anta att bindningen i detta fragment är rent jonisk. Detta är en ganska grov approximation, eftersom när valensen hos en atom ökar, försvagas polariteten hos dess bindningar avsevärt (se kapitel 3).

I detta stela fragment, utskuret från en syre- eller basmolekyl, kommer platsen för bindningsklyvning respektive dissociation med frisättning av en proton eller hydroxylanjon att bestämmas av storleken på interaktionen mellan E n + och O 2– joner. Ju starkare denna växelverkan, och den kommer att öka med en ökning av laddningen av jonen (oxidationstillstånd) och en minskning av dess radie, desto mer sannolikt är brottet av O–H-bindningen och dissociation av syratyp. Således, styrkan hos syresyror kommer att öka med en ökning av oxidationstillståndet för elementets atom och en minskning av radien för dess jon .

Observera att här och nedan är den starkaste av de två elektrolyten som vid samma molära koncentration i lösning har en högre grad av dissociation. Vi betonar att i Kossel-schemat analyseras två faktorer - oxidationstillståndet (jonladdning) och jonradien.

Till exempel är det nödvändigt att ta reda på vilken av två syror som är starkare - selen H 2 SeO 4 eller selen H 2 SeO 3 . I H 2 SeO 4 är oxidationstillståndet för selenatomen (+6) högre än i selensyra (+4). Samtidigt är radien för Se 6+-jonen mindre än radien för Se 4+-jonen. Som ett resultat visar båda faktorerna att selensyra är starkare än selensyra.

Ett annat exempel är mangansyra (HMnO 4) och rheniumsyra (HReO 4). Oxidationstillstånden för Mn- och Re-atomerna i dessa föreningar är desamma (+7), så radierna för Mn 7+- och Re 7+-jonerna bör jämföras. Eftersom radierna för joner av samma typ i undergruppen ökar drar vi slutsatsen att radien för Mn 7+-jonen är mindre, vilket betyder att mangansyra är starkare.

Situationen med skäl blir den motsatta. Styrkan hos baser ökar med en minskning av oxidationstillståndet för ett elements atom och en ökning av radien för dess jon . Därför, om samma element bildar olika baser, till exempel EON och E(OH) 3, så kommer den andra av dem att vara svagare än den första, eftersom oxidationstillståndet i det första fallet är lägre och radien för E:n +-jonen är större än radien för E 3+-jonen. I undergrupper kommer styrkan hos liknande baser att öka. Till exempel är den starkaste basen av alkalimetallhydroxider FrOH, och den svagaste är LiOH. Låt oss återigen betona att vi talar om att jämföra dissociationsgraderna för motsvarande elektrolyter och inte rör frågan om elektrolytens absoluta styrka.

Vi använder samma tillvägagångssätt när vi överväger den relativa styrkan hos syrefria syror. Vi ersätter E n– – H + fragmentet som finns i molekylerna av dessa föreningar med en jonbindning:

Styrkan i växelverkan mellan dessa joner bestäms naturligtvis av jonens laddning (oxidationstillståndet för grundämnets atom) och dess radie. Med Coulombs lag i åtanke får vi det styrkan hos syrefria syror ökar med en minskning av oxidationstillståndet för ett elements atom och en ökning av radien för dess jon .

Styrkan hos syrefria syror i lösning kommer att öka i undergruppen, till exempel halogenvätesyror, eftersom med samma grad av oxidation av ett elements atom ökar radien för dess jon.

En av de viktigaste egenskaperna hos kemiska element som är involverade i bildandet av en kemisk bindning är storleken på atomen (jonen): när den ökar, minskar styrkan hos interatomära bindningar. Storleken på en atom (jon) bestäms vanligtvis av värdet på dess radie eller diameter. Eftersom en atom (jon) inte har tydliga gränser, innebär begreppet "atomisk (jonisk) radie" att 90–98 % av elektrontätheten för en atom (jon) finns i en sfär med denna radie. Genom att känna till värdena för atomära (joniska) radier kan man uppskatta interna nukleära avstånd i kristaller (det vill säga strukturen hos dessa kristaller), eftersom för många problem kan de kortaste avstånden mellan kärnorna av atomer (joner) betraktas som summan av deras atomära (joniska) radier, även om sådan additivitet är ungefärlig och inte uppfylls i alla fall.

Under Atom radie kemiskt element (om jonradien, se nedan) involverat i bildandet av en kemisk bindning, i det allmänna fallet kom man överens om att förstå halva jämviktsinternukleära avståndet mellan de närmaste atomerna i elementets kristallgitter. Detta koncept, som är väldigt enkelt om vi betraktar atomer (joner) i form av hårda bollar, visar sig faktiskt vara komplext och ofta tvetydigt. Den atomära (joniska) radien för ett kemiskt element är inte ett konstant värde, utan varierar beroende på ett antal faktorer, av vilka de viktigaste är typen av kemisk bindning

och koordinationsnummer.

Om samma atom (jon) i olika kristaller bildar olika typer av kemiska bindningar, så kommer den att ha flera radier - kovalent i en kristall med en kovalent bindning; jonisk i en kristall med en jonbindning; metallisk i metall; van der Waals i en molekylär kristall. Inverkan av typen av kemisk bindning kan ses i följande exempel. I diamant är alla fyra kemiska bindningar kovalenta och bildas sp 3-hybrider, så alla fyra grannar till en given atom är på samma

samma avstånd från den ( d= 1,54 A˚) och den kovalenta radien för kol i diamant blir

är lika med 0,77 A˚. I en arsenikkristall är avståndet mellan atomer förbundna med kovalenta bindningar ( d 1 = 2,52 A˚), betydligt mindre än mellan atomer bundna av van der Waals krafter ( d 2 = 3,12 A˚), så As kommer att ha en kovalent radie på 1,26 A˚ och en van der Waals-radie på 1,56 A˚.

Den atomära (joniska) radien ändras också mycket kraftigt när koordinationstalet ändras (detta kan observeras under polymorfa transformationer av element). Ju lägre koordinationstal, desto lägre fyllnadsgrad av rymden med atomer (joner) och desto mindre är kärnavstånden. En ökning av koordinationsnumret åtföljs alltid av en ökning av internnukleära avstånd.

Av ovanstående följer att de atomära (joniska) radierna för olika element som deltar i bildandet av en kemisk bindning endast kan jämföras när de bildar kristaller i vilka samma typ av kemisk bindning realiseras, och dessa element har samma koordinationsnummer i de bildade kristallerna.

Låt oss överväga huvuddragen hos atomära och joniska radier mer i detalj.

Under kovalenta radier av element Det är vanligt att förstå halva jämviktsinternukleära avståndet mellan närmaste atomer anslutna med en kovalent bindning.

En egenskap hos kovalenta radier är deras beständighet i olika "kovalenta strukturer" med samma koordinationsnummer Z j. Dessutom är kovalenta radier som regel additivt relaterade till varandra, det vill säga att A–B-avståndet är lika med halva summan av A–A- och B–B-avstånden i närvaro av kovalenta bindningar och samma koordinationsnummer i alla tre strukturerna.

Det finns normala, tetraedriska, oktaedriska, kvadratiska och linjära kovalenta radier.

Den normala kovalenta radien för en atom motsvarar fallet när atomen bildar så många kovalenta bindningar som motsvarar dess plats i det periodiska systemet: för kol - 2, för kväve - 3, etc. I detta fall olika värden av normala radier erhålls beroende på multiplicitet (ordnings)bindningar (enkelbindning, dubbel, trippel). Om en bindning bildas när hybridelektronmoln överlappar varandra talar de om tetraedriska

(Z k = 4, sp 3-hybrid orbitaler), oktaedriska ( Z k = 6, d 2sp 3-hybrid orbitaler), kvadratiska ( Z k = 4, dsp 2-hybrid orbitaler), linjär ( Z k = 2, sp-hybridorbitaler) kovalenta radier.

Det är användbart att veta följande om kovalenta radier (värdena för kovalenta radier för ett antal element anges i).

1. Kovalenta radier, till skillnad från joniska radier, kan inte tolkas som radierna för atomer som har en sfärisk form. Kovalenta radier används endast för att beräkna internukleära avstånd mellan atomer förenade av kovalenta bindningar, och säger inget om avstånden mellan atomer av samma typ som inte är kovalent bundna.

2. Storleken på den kovalenta radien bestäms av den kovalenta bindningens mångfald. En trippelbindning är kortare än en dubbelbindning, som i sin tur är kortare än en enkelbindning, så den kovalenta radien för en trippelbindning är mindre än den kovalenta radien för en dubbelbindning, som är mindre

enda. Man bör komma ihåg att mångfaldsordningen för bindningen inte behöver vara ett heltal. Den kan också vara fraktionerad om bindningen är av resonant natur (bensenmolekyl, Mg2 Sn-förening, se nedan). I det här fallet har den kovalenta radien ett mellanvärde mellan värdena som motsvarar hela order av bindningsmångfald.

3. Om bindningen är av blandad kovalent-jonisk natur, men med en hög grad av kovalent komponent av bindningen, så kan begreppet kovalent radie införas, men inverkan av den joniska komponenten i bindningen på dess värde kan inte bli försummad. I vissa fall kan denna påverkan leda till en signifikant minskning av den kovalenta radien, ibland ner till 0,1 A˚. Tyvärr, försök att förutsäga omfattningen av denna effekt i olika

fall har ännu inte lyckats.

4. Storleken på den kovalenta radien beror på vilken typ av hybridorbitaler som deltar i bildandet av en kovalent bindning.

Joniska radier Naturligtvis kan inte bestämmas som hälften av summan av avstånden mellan kärnorna hos de närmaste jonerna, eftersom storleken på katjoner och anjoner i regel skiljer sig kraftigt. Dessutom kan jonernas symmetri skilja sig något från sfärisk. Dock för riktiga jonkristaller under jonisk radie Det är vanligt att förstå radien på den kula med vilken jonen approximeras.

Joniska radier används för att approximera interna kärnavstånd i jonkristaller. Man tror att avstånden mellan den närmaste katjonen och anjonen är lika med summan av deras jonradier. Det typiska felet vid bestämning av kärnavstånd genom joniska radier i sådana kristaller är ≈0,01 A˚.

Det finns flera system av jonradier som skiljer sig åt i värdena på jonradien för enskilda joner, men som leder till ungefär samma kärnavstånd. Det första arbetet med att bestämma joniska radier utfördes av V. M. Goldshmit på 20-talet av 1900-talet. I den använde författaren å ena sidan internukleära avstånd i jonkristaller, mätta med röntgenstrukturanalys, och å andra sidan värdena för jonradier F− och O2−, bestämda

genom refraktometrimetod. De flesta andra system förlitar sig också på internukleära avstånd i kristaller som bestäms av diffraktionsmetoder och på vissa "referens"-värden för jonradien för en viss jon. I det mest kända systemet

Med detta referensvärde är jonradien för peroxidjonen O2− lika med

1,40 A˚ Detta värde för O2− stämmer väl överens med teoretiska beräkningar. I systemet för G.B. Bokiy och N.V. Belov, som anses vara ett av de mest tillförlitliga, tas jonradien för O2− lika med 1,36 A˚.

På 70–80-talet gjordes försök att direkt bestämma jonernas radier genom att mäta elektrontätheten med röntgenstrukturanalysmetoder, förutsatt att den minsta elektrontätheten på linjen som förbinder kärnorna tas som jongräns. Det visade sig att denna direkta metod leder till överskattade värden för katjonernas jonradier och till underskattade värden för anjonernas jonradier. Dessutom visade det sig att värdena för joniska radier som bestäms direkt inte kan överföras från en förening till en annan, och avvikelserna från additiviteten är för stora. Därför används inte sådana joniska radier för att förutsäga interna nukleära avstånd.

Det är användbart att veta följande om joniska radier (tabellerna nedan ger värdena för joniska radier enligt Bokiy och Belov).

1. Jonradien för joner av samma grundämne varierar beroende på dess laddning, och för samma jon beror det på koordinationstalet. Beroende på koordinationsnumret särskiljs tetraedriska och oktaedriska jonradier.

2. Inom en vertikal rad, närmare bestämt inom en grupp, periodisk

system ökar radierna för joner med samma laddning med ökande atomnummer för elementet, eftersom antalet skal som upptas av elektroner ökar, och därmed storleken på jonen.

Radie, A˚

3. För positivt laddade joner av atomer från samma period minskar jonradierna snabbt med ökande laddning. Den snabba minskningen förklaras av verkan i en riktning av två huvudfaktorer: den starka attraktionen av "deras" elektroner av katjonen, vars laddning ökar med ökande atomnummer; en ökning av styrkan av interaktion mellan katjonen och de omgivande anjonerna med ökande laddning av katjonen.

Radie, A˚

4. För negativt laddade joner av atomer från samma period ökar jonradierna med ökande negativ laddning. De två faktorerna som diskuterades i föregående stycke verkar i motsatta riktningar i detta fall, och den första faktorn dominerar (en ökning av den negativa laddningen av en anjon åtföljs av en ökning av dess jonradie), därför ökar jonradien med ökande negativ laddning sker betydligt långsammare än minskningen i tidigare fall.

Radie, A˚

5. För samma element, det vill säga med samma initiala elektroniska konfiguration, är katjonens radie mindre än anjonens. Detta beror på en minskning av attraktionen av externa "ytterligare" elektroner till anjonkärnan och en ökning av screeningseffekten på grund av interna elektroner (katjonen har en brist på elektroner, och anjonen har ett överskott).

Radie, A˚

6. Storleken på joner med samma laddning följer periodiciteten i det periodiska systemet. Den joniska radien är dock inte proportionell mot kärnladdningen Z, vilket beror på den starka attraktionen av elektroner av kärnan. Ett undantag från det periodiska beroendet är dessutom lantanider och aktinider, i vilkas serie radierna för atomer och joner med samma laddning inte ökar, utan minskar med ökande atomnummer (den så kallade lantanidkompressionen och aktinidkompressionen).11

11Lantanidkompression och aktinidkompression beror på att i lantanider och aktinider fylls elektronerna som tillförs med ökande atomnummer inre d Och f-skal med ett huvudkvanttal mindre än huvudkvantnumret för en given period. Dessutom, enligt kvantmekaniska beräkningar i d och speciellt i f säger att elektronen är mycket närmare kärnan än i s Och sid tillstånd för en given period med ett stort kvantantal, därför d Och f-elektroner finns i atomens inre regioner, även om fyllningen av dessa tillstånd med elektroner (vi pratar om elektroniska nivåer i energirymden) sker annorlunda.

Metallradier anses lika med hälften av det kortaste avståndet mellan kärnorna av atomer i metallelementets kristalliserande struktur. De beror på samordningsnumret. Om vi ​​tar den metalliska radien för något element vid Z k = 12 per enhet, sedan när Z k = 8, 6 och 4 metallradier för samma element kommer att vara lika med respektive 0,98; 0,96; 0,88. Metallradier har egenskapen additivitet. Kunskap om deras värden gör det möjligt att ungefärligen förutsäga parametrarna för kristallgittren för intermetalliska föreningar.

Följande egenskaper är karakteristiska för metallernas atomradier (data om värdena för metallernas atomradier kan hittas i).

1. De metalliska atomradierna för övergångsmetaller är i allmänhet mindre än de metalliska atomradierna för icke-övergångsmetaller, vilket återspeglar den större bindningsstyrkan i övergångsmetaller. Denna funktion beror på det faktum att övergångsgruppmetaller och metallerna närmast dem i det periodiska systemet har elektroniska d-skal och elektroner i d-tillstånd kan delta i bildandet av kemiska bindningar. Förstärkningen av bindningen kan bero dels på uppkomsten av en kovalent komponent i bindningen och dels på van der Waals-växelverkan mellan jonkärnorna. I järn- och volframkristaller finns till exempel elektroner i d-stater ger ett betydande bidrag till bindningsenergin.

2. Inom en vertikal grupp, när vi rör oss från topp till botten, ökar metallernas atomradier, vilket beror på en konsekvent ökning av antalet elektroner (antalet skal som upptas av elektroner ökar).

3. Inom en period, närmare bestämt, med början från alkalimetallen till mitten av gruppen av övergångsmetaller, minskar de atomära metallradierna från vänster till höger. I samma sekvens ökar den elektriska laddningen av atomkärnan och antalet elektroner i valensskalet ökar. När antalet bindningselektroner per atom ökar, blir den metalliska bindningen starkare, och samtidigt, på grund av ökningen av kärnans laddning, ökar attraktionen av kärnans (inre) elektroner av kärnan, därför ökar värdet av den metalliska atomradien minskar.

4. Övergångsmetaller i grupperna VII och VIII från samma period, till en första approximation, har nästan identiska metallradier. Tydligen när det gäller element som har 5 eller fler d-elektroner, en ökning av kärnans laddning och de associerade effekterna av attraktion av kärnelektroner, vilket leder till en minskning av den atomära metallradien, kompenseras av effekterna som orsakas av det ökande antalet elektroner i atomen (jonen) som är inte involverade i bildandet av en metallbindning, och leder till en ökning av metallradien (ökar antalet tillstånd upptagna av elektroner).

5. En ökning av radier (se punkt 2) för övergångselement, som sker under övergången från fjärde till femte perioden, observeras inte för övergångselement kl.

övergång från den femte till den sjätte perioden; de metalliska atomradierna för motsvarande (jämförelse är vertikala) element i dessa två sista perioder är nästan desamma. Tydligen beror detta på det faktum att elementen som ligger mellan dem har en relativt djupt liggande f-skal, så ökningen av kärnladdning och de tillhörande attraktiva effekterna är mer betydande än effekterna som är förknippade med ett ökande antal elektroner (lantanidkompression).

Element från 4:e perioden

Radie, A˚

Element från period 5

Radie, A˚

Element från 6:e perioden

Radie, A˚

6. Vanligtvis är metalliska radier mycket större än joniska radier, men skiljer sig inte så signifikant från de kovalenta radierna för samma element, även om de utan undantag alla är större än kovalenta radier. Den stora skillnaden i värdena för de metalliska atom- och jonradierna för samma element förklaras av det faktum att bindningen, som har sitt ursprung till nästan fria ledningselektroner, inte är stark (därav de observerade relativt stora interatomära avstånden i metallgallret). Den betydligt mindre skillnaden i värdena för de metalliska och kovalenta radierna för samma element kan förklaras om vi betraktar den metalliska bindningen som någon speciell "resonant" kovalent bindning.

Under van der Waals radie Det är vanligt att förstå halva jämviktsinternukleära avståndet mellan närmaste atomer sammankopplade med en van der Waals-bindning. Van der Waals radier bestämmer den effektiva storleken på ädelgasatomer. Dessutom, som följer av definitionen, kan van der Waals atomradie betraktas som halva det interna kärnavståndet mellan de närmaste atomerna med samma namn, förbundna med en van der Waals-bindning och tillhörande olika molekyler (till exempel i molekylära kristaller ). När atomer närmar sig varandra på ett avstånd som är mindre än summan av deras van der Waals-radier, uppstår stark interatomisk repulsion. Därför karakteriserar van der Waals atomradier de minsta tillåtna kontakterna av atomer som tillhör olika molekyler. Data om värdena för van der Waals atomradier för vissa atomer finns i).

Kunskap om van der Waals atomradier gör att man kan bestämma formen på molekyler och deras packning i molekylära kristaller. Van der Waals radier är mycket större än alla radier som anges ovan för samma element, vilket förklaras av svagheten hos van der Waals krafter.

konventionella egenskaper hos joner som används för att approximera kärnavstånd i jonkristaller (se joniska radier). Värden av I. r. är naturligt relaterade till elementens position i Mendeleevs periodiska system. I.r. används i stor utsträckning inom kristallkemi (Se Kristallkemi), vilket gör det möjligt att identifiera regelbundenhet i strukturen av kristaller av olika föreningar, inom geokemi (Se Geokemi) när man studerar fenomenet jonsubstitution i geokemiska processer, etc.

Flera värdesystem av I. r. har föreslagits. Dessa system är vanligtvis baserade på följande observation: skillnaden mellan de interna kärnavstånden A - X och B - X i jonkristaller med sammansättningen AX och BX, där A och B är en metall, X är en icke-metall, förändras praktiskt taget inte när X ersätts med en annan icke-metall som liknar den (till exempel när klor ersätts med brom), om koordinationstalen för liknande joner i salterna som jämförs är desamma. Härav följer att I. r. har egenskapen additivitet, d.v.s. att experimentellt bestämda interna kärnavstånd kan betraktas som summan av motsvarande "radii" av jonerna. Uppdelningen av denna summa i termer baseras alltid på mer eller mindre godtyckliga antaganden. Bevattningssystem som föreslagits av olika författare skiljer sig huvudsakligen i användningen av olika initiala antaganden.

Tabellerna visar oxidationstal som motsvarar olika värden på oxidationstalet (se Valens). Vid andra värden än +1 motsvarar oxidationstalet inte den verkliga graden av jonisering av atomer, och I. r. få en ännu mer konventionell betydelse, eftersom bindningen till stor del kan vara kovalent till sin natur. Värden av I. r. (i Å) för vissa grundämnen (enligt N.V. Belov och G.B. Bokiy): F - 1,33, Cl - 1,81, Br - 1,96, I - 2,20, O 2- 1 ,36, Li + 0,68, Na - 0,98, K + 1,33, Rb + 1,49, Cs + 1,65, Be 2+ 0,34, Mg 2+ 0,74, Ca 2+ 1,04, Sr 2+ 1,20, Ba 2+ 1,38, Sc 3+ 0,83, Y 3+ 0,97, La.0.

V.L. Kireev.

• - supramolekylära system av membran i en levande cell och dess organeller, som har lipoproteinkaraktär och ger selektivitet. passerar genom olika joner genom membranet. Naib, kanaler för Na+, K+, Ca2+ joner är vanliga...
• - molekylära strukturer inbyggda i biol. membran och utföra överföringen av joner mot högre elektrokemiska. potential...

  Biologisk encyklopedisk ordbok

• - egenskaper hos atomer, vilket möjliggör en ungefärlig bedömning av interatomära avstånd i molekyler och kristaller...

  Fysisk uppslagsverk

• - Effektiva egenskaper hos atomer, vilket gör det möjligt att ungefär uppskatta det interatomära avståndet i molekyler och kristaller...

  Kemiskt uppslagsverk

• - kristallint in-va, där vidhäftningen mellan partiklar främst beror på. jonbindningar...

  Kemiskt uppslagsverk

• - består av två motsatt laddade joner som hålls samman elektrostatiskt. krafter, dispersion, jon-dipol eller vissa andra interaktioner...

  Kemiskt uppslagsverk

• - se Atomradier...

  Kemiskt uppslagsverk

• - se Atomradier...

  Kemiskt uppslagsverk

• - jonanordningar är samma som gasurladdningsanordningar...

  Encyclopedia of technology

• - ett system av atomstorlekar som Lebedev föreslog 1966...

  Geologisk uppslagsverk

• - samma som gasutsläppsanordningar...

  Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary

• - egenskaper hos atomer som gör det möjligt att ungefärligt uppskatta interatomära avstånd i ämnen...
• - kristaller där sammanhållningen av partiklar främst beror på joniska kemiska bindningar. I. to. kan bestå av både monoatomiska och polyatomiska joner...

  Stora sovjetiska encyklopedien

• - Betingade egenskaper hos joner som används för att approximera kärnavstånd i jonkristaller...

  Stora sovjetiska encyklopedien

• - egenskaper som gör det möjligt att ungefärligt uppskatta interatomära avstånd i molekyler och kristaller. Bestäms huvudsakligen från röntgenstrukturanalysdata...
• - egenskaper hos avstånden mellan kärnorna av katjoner och anjoner i jonkristaller...

  Stor encyklopedisk ordbok

"Joniska radier" i böcker

Litiumjonbatterier

Ur boken Tidigare stadsbo i byn. De bästa recepten för att leva på landet författare Kashkarov Andrey

Litiumjonbatterier Litiumjonbatterier (Li-Ion) visar bra prestanda vid låga temperaturer. De flesta tillverkare specificerar denna typ av batteri ner till -20 °C, och under låg belastning kan batterierna leverera upp till 70 % av sin kapacitet vid

P3.4. Hur man förvarar litiumjonbatterier för bärbara datorer. Några rekommendationer

Ur boken Modern lägenhetsrörmokare, byggmästare och elektriker författare Kashkarov Andrey Petrovich

P3.4. Hur man förvarar litiumjonbatterier för bärbara datorer. Några rekommendationer: Batterier bör förvaras i laddat tillstånd vid temperaturer från +15 °C till +35 °C med normal luftfuktighet; Med tiden laddas batteriet lite själv ur, även om det förvaras separat från

Atomradier

Från boken Great Soviet Encyclopedia (AT) av författaren TSB

Joniska kristaller

TSB

Joniska enheter

Från boken Great Soviet Encyclopedia (IO) av författaren TSB

Joniska radier

Från boken Great Soviet Encyclopedia (IO) av författaren TSB

2.4.1. Litiumjonbatterier

Från författarens bok

2.4.1. Litiumjonbatterier Litiumjonbatterier har vunnit mark på marknaden för mobilkommunikation. Detta beror på deras fördelar som: hög elektrisk energitäthet (dubbelt så stor som ett NiCd-batteri av samma storlek, och därför hälften av

Jon- och laserinstallationer

Från boken Regler för elektriska installationer i frågor och svar [En manual för att studera och förbereda ett kunskapsprov] författare Krasnik Valentin Viktorovich

Jon- och laserinstallationer Fråga. Hur ska jon- och laserinstallationer konfigureras och placeras? Måste konfigureras och enheterna som ingår i dem placeras med hänsyn till åtgärder för att säkerställa brusimmunitet hos dessas styr- och mätkretsar

Litiumjonbatterier (Li-Ion).

Från boken Power Supplies and Chargers av författaren

Litium-jon (Li-Ion) batterier Litium är den lättaste metallen, men samtidigt har den också en starkt negativ elektrokemisk potential. På grund av detta kännetecknas litium av den högsta teoretiska specifika elektriska energin. Sekundära källor