Важливою характеристикою атома його розмір, т. е. атомний радіус. Розмір окремого атома не визначено, оскільки його зовнішня межа розмита за рахунок ймовірнісного знаходження електронів у різних точках навколоядерного простору. З огляду на це, залежно від типу зв'язку між атомами розрізняють металеві, ковалентні, ван-дер-ваальсові, іонні та інших. атомні радіуси.
"Металеві" радіуси (r me)знайдені шляхом розподілу навпіл найкоротших міжатомних відстаней у кристалічних структурах простих речовин із координаційним числом 12. При інших значеннях к.ч. враховується необхідне виправлення.
Значення ковалентних радіусів (r cov)розраховані як половина довжини гомоатомного зв'язку. У разі неможливості визначити довжину одинарного гомоатомного зв'язку, значення r cov атома елемента A отримують відніманням ковалентного радіусу атома елемента B з довжини гетероатомного зв'язку A-B. Ковалентні радіуси залежать головним чином від розмірів внутрішньої електронної оболонки.
Радіуси валентно-незв'язаних атомів. ван-дер-ваальсові радіуси (r w)визначають ефективні розміри атомів, зумовлені силами відштовхування заповнених енергетичних рівнів.
Значення енергії електронів, визначені за правилами Слетера. дозволили оцінити відносну величину - розмір атома, що здається, - r cmp (емпіричний радіус).
Довжина зв'язку дана в ангстремах (1 Å = 0.1 нм = 100 пм).
| Елемент | r me | r cov | r w | r cmp |
| H | 0.46 | 0.37 | 1.20 | 0.25 |
| He | 1.22 | 0.32 | 1.40 | - |
| Li | 1.55 | 1.34 | 1.82 | 1.45 |
| Be | 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 | - |
| Na | 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 |
| In | 1.66 | 1.44 | 1.93 | 1.55 |
| Sn | 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 | - | - |
| Fr | 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 |
Загальна тенденція зміни атомних радіусів є такою. У групах атомні радіуси зростають, оскільки зі збільшенням числа енергетичних рівнів збільшуються розміри атомних орбіталей із великим значенням головного квантового числа. Для d-елементів, в атомах яких заповнюються орбіталі попереднього енергетичного рівня, ця тенденція немає чіткого характеру під час переходу від елементів п'ятого періоду до елементів шостого періоду.
У малих періодах радіуси атомів загалом зменшуються, оскільки збільшення заряду ядра під час переходу до кожного наступному елементу викликає тяжіння зовнішніх електронів із зростаючою силою; число енергетичних рівнів у той же час залишається незмінним.
Зміна атомного радіусу в періодах у d-елементів має складніший характер.
Величина атомного радіусу досить тісно пов'язана з такою важливою характеристикою атома як енергія іонізації. Атом може втрачати один або кілька електронів, перетворюючись на позитивно заряджений іон - катіон. Кількісно ця здатність оцінюється енергією іонізації.
Список використаної літератури
- Попков В. А., Пузаков С. А. Загальна хімія: підручник. – М.: ГЕОТАР-Медія, 2010. – 976 с.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [с. 27-28]
- Волков, А.І., Жарський, І.М.Великий хімічний довідник/А.І. Волков, І.М. Жарський. – Мн.: Сучасна школа, 2005. – 608 з ISBN 985-6751-04-7.
Під ефективним радіусом атома або іона розуміється радіус сфери його дії, причому атом (іон) вважається кулею, що не стискається. Використовуючи планетарну модель атома, його представляють як ядро, навколо якого орбіталями обертаються електрони. Послідовність елементів у Періодичній системі Менделєєва відповідає послідовності заповнення електронних оболонок. Ефективний радіус іона залежить від заповненості електронних оболонок, але він не дорівнює радіусу зовнішньої орбіти. Для визначення ефективного радіуса представляють атоми (іони) у структурі кристала як жорсткі кулі, що стикаються, так що відстань між їх центрами дорівнює сумі радіусів. Атомні та іонні радіуси визначені експериментально за рентгенівськими вимірами міжатомних відстаней та обчислені теоретично на основі квантово-механічних уявлень.
Розміри іонних радіусів підпорядковуються наступним закономірностям:
1. Усередині одного вертикального ряду періодичної системи радіуси іонів з однаковим зарядом збільшуються із зростанням атомного номера, оскільки зростає число електронних оболонок, а отже, і розмір атома.
2. Для того самого елемента іонний радіус зростає зі збільшенням негативного заряду і зменшується зі збільшенням позитивного заряду. Радіус аніону більший за радіус катіону, оскільки аніон має надлишок електронів, а катіон – недолік. Наприклад, Fe, Fe 2+ , Fe 3+ ефективний радіус дорівнює 0, 126, 0, 080 і 0, 067 нм відповідно, у Si 4- , Si, Si 4+ ефективний радіус дорівнює 0, 198, 0, 118 і 0,040 нм.
3. Розміри атомів та іонів слідують періодичності системи Менделєєва; винятки становлять елементи від № 57 (лантан) до № 71 (лютецій), де радіуси атомів не збільшуються, а рівномірно зменшуються (так званий лантаноїдний стиск), і елементи від № 89 (актиній) і далі (так званий актиноїдний стиск).
Атомний радіус хімічного елемента залежить від координаційного числа. Збільшення координаційного числа завжди супроводжується збільшенням міжатомних відстаней. При цьому відносна різниця значень атомних радіусів, що відповідають двом різним координаційним числам, не залежить від типу хімічного зв'язку (за умови, що тип зв'язку в структурах з координаційними числами, що порівнюються, однаковий). Зміна атомних радіусів із зміною координаційного числа суттєво позначається на величині об'ємних змін при поліморфних перетвореннях. Наприклад, при охолодженні заліза, його перетворення з модифікації з гранецентрованими кубічними гратами в модифікацію з об'ємно-центрованими кубічними гратами, що має місце при 906 про С, повинно супроводжуватися збільшенням обсягу на 9%, насправді збільшення обсягу становить 0, 8%. Це з тим, що з допомогою зміни координаційного числа від 12 до 8 атомний радіус заліза зменшується на 3%. Тобто зміна атомних радіусів при поліморфних перетвореннях значною мірою компенсують ті об'ємні зміни, які мали б статися, якби при цьому не змінювався атомний радіус. Атомні радіуси елементів можна зіставляти лише за однакового координаційного числа.
Атомні (іонні) радіуси також залежать від типу хімічного зв'язку.
У кристалах із металевим зв'язком атомний радіус визначається як половина міжатомної відстані між найближчими атомами. У разі твердих розчинів металеві атомні радіуси змінюються складним чином.
Під ковалентними радіусами елементів із ковалентним зв'язком розуміють половину міжатомної відстані між найближчими атомами, з'єднаними одиничним ковалентним зв'язком. Особливістю ковалентних радіусів є їхня сталість у різних ковалентних структурах з однаковими координаційними числами. Так, відстані в одинарних зв'язках С-С в алмазі та насичених вуглеводнях однакові та дорівнюють 0, 154 нм.
Іонні радіуси в речовинах з іонним зв'язком не можуть бути визначені як сума відстаней між найближчими іонами. Як правило, розміри катіонів та аніонів різко різняться. Крім того, симетрія іонів відрізняється від сферичної. Існує кілька підходів для оцінки величини іонних радіусів. З цих підходів оцінюють іонні радіуси елементів, та був з експериментально визначених міжатомних відстаней визначають іонні радіуси інших елементів.
Ван-дер-ваальсові радіуси визначають ефективні розміри атомів шляхетних газів. Крім того, ван-дер-ваальсовими атомними радіусами вважають половину міжядерної відстані між найближчими однаковими атомами, які не пов'язані між собою хімічним зв'язком, тобто. що належать різним молекулам (наприклад, у молекулярних кристалах).
При використанні в розрахунках та побудовах величин атомних (іонних) радіусів їх значення слід брати з таблиць, побудованих за однією системою.
Атомних іонів; мають сенс радіусів сфер, які представляють ці атоми чи іони у молекулах чи кристалах. Атомні радіуси дозволяють приблизно оцінювати між'ядерні (міжатомні) відстані в молекулах і кристалах.
Електронна щільність ізольованого атома швидко зменшується зі збільшенням відстані до ядра, отже радіус атома можна було визначити як радіус тієї сфери, у якій зосереджена основна частина (наприклад, 99%) електронної щільності. Проте з метою оцінки міжядерних відстаней виявилося зручніше інтерпретувати атомні радіуси інакше. Це призвело до появи різних визначень та систем атомних радіусів.
Ковалентний радіус атома Х визначають як половину довжини простого хімічного зв'язку Х-Х. Так, для галогенів ковалентні радіуси обчислюються з рівноважної між'ядерної відстані в молекулі Х 2 для сірки і селену - в молекулах S 8 і Se 8 для вуглецю - в кристалі алмазу. Виняток становить атом водню, для якого ковалентний атомний радіус приймається рівним 30 пм, тоді як половина міжядерної відстані молекулі Н 2 дорівнює 37 пм. Для сполук з ковалентним характером зв'язку, як правило, виконується принцип адитивності (довжина зв'язку Х—Y приблизно дорівнює сумі атомних радіусів атомів Х та Y), що дозволяє передбачати довжини зв'язків у багатоатомних молекулах.
Іонні радіуси визначають як величини, сума яких для пари іонів (наприклад, Х + та Y -) дорівнює найкоротшій міжядерній відстані у відповідних іонних кристалах. Існує кілька систем іонних радіусів; системи відрізняються чисельними значеннями окремих іонів залежно від цього, який радіус і якого іона прийнято основою при обчисленні радіусів інших іонів. Наприклад, Полінг - це радіус іона О 2- , прийнятий рівним 140 пм; за Шенноном – радіус того ж іона, прийнятий рівним 121 пм. Незважаючи на ці відмінності, різні системи при обчисленні між'ядерних відстаней в іонних кристалах призводять приблизно до однакових результатів.
Металеві радіуси визначають як половину найкоротшої відстані між атомами в кристалічній решітці металу. Для структур металу, які різняться типом упаковки, ці радіуси різні. Близькість значень атомних радіусів різних металів часто є вказівкою на можливість утворення цими металами твердих розчинів. Адитивність радіусів дозволяє передбачати параметри кристалічних ґрат інтерметалевих з'єднань.
Ван-дер-ваальсові радіуси визначають як величини, сума яких дорівнює відстані, на яку можуть зблизитися два хімічно не пов'язані атоми різних молекул або різних груп атомів однієї і тієї ж молекули. У середньому ван-дер-ваальсові радіуси приблизно на 80 пм більше, ніж ковалентні радіуси. Ван-дер-ваальсові радіуси використовують для інтерпретації та передбачення стабільності конформацій молекул та структурного впорядкування молекул у кристалах.
Хаускрофт К., Констебл Е. Сучасний курс загальної хімії. М., 2002. Т. 1.
ЕФЕКТИВНИЙ АТОМНИЙ РАДІУС - див. Радіус атомний.
Геологічний словник: у 2-х томах. - М: Надра. За редакцією К. Н. Паффенгольця та ін.. 1978 .
Дивитись що таке "ЕФЕКТИВНИЙ АТОМНИЙ РАДІУС" в інших словниках:
Величина Å, що характеризує розмір атомів. Зазвичай під цим поняттям розумілися ефективні Р. а., що розраховуються як половина міжатомної (міжядерної) відстані в гомоатомних сполуках, тобто в металах та неметаллах. Оскільки одні та … Геологічна енциклопедія
Платина- (Platinum) Метал платина, хімічні та фізичні властивості платини Метал платина, хімічні та фізичні властивості платини, виробництво та застосування платини Зміст Зміст Розділ 1. Походження назви платина. Розділ 2. Положення у… … Енциклопедія інвестора
Характеристики, що дозволяють приблизно оцінювати міжатомні (між'ядерні) відстані в молекулах і кристалах. Атомні радіуси мають порядок 0,1 нм. Визначаються головним чином даних рентгенівського структурного аналізу. * * * АТОМНІ… … Енциклопедичний словник
Метал- (Metal) Визначення металу, фізичні та хімічні властивості металів Визначення металу, фізичні та хімічні властивості металів, застосування металів Зміст Зміст Визначення Знаходження в природі Властивості Характерні властивості… Енциклопедія інвестора
94 Нептуній ← Плутоній → Америці Sm Pu … Вікіпедія
Запит "Lithium" перенаправляється сюди; див. також інші значення. Ця стаття про хімічний елемент. Про застосування в медицині див. Препарати літію. 3 Гелій ← Літій … Вікіпедія
55 Ксенон ← Цезій → Барій … Вікіпедія
Дослідження структури ва, засновані на вивченні кутового розподілу інтенсивності розсіювання досліджуваним у вом випромінювання рентгенівського (в т. ч. синхротронного), потоку електронів або нейтронів і месбауеровського g випромінювання. Соотв. розрізняють … Хімічна енциклопедія
Розміри часток часто визначають тип кристалічної структури, важливі розуміння протікання багатьох хімічних реакцій. Розмір атомів, іонів, молекул визначається валентними електронами. Основа розуміння цього питання - закономірності зміни орбітальних радіусів - викладені в підрозділ. 2.4. Атом немає кордонів та її розмір – величина умовна. Проте, можна характеризувати розмір вільного атома орбітальним радіусом. Але практичний інтерес представляють зазвичай атоми та іони у складі речовини (у молекулі, полімері, рідині або твердій речовині), а не вільні. Оскільки стани вільного і зв'язаного атома істотно відрізняються (і насамперед їх енергія), то мають відрізнятись і розміри.
Для пов'язаних атомів теж можна ввести розмір величини, що характеризують їх. Хоча електронні хмари пов'язаних атомів можуть суттєво відрізнятися від сферичних, розміри атомів прийнято характеризувати. ефективними (здається) радіусами .
Розміри атомів одного і того ж елемента істотно залежать від того, у складі якогось хімічного з'єднання, з яким типом зв'язку знаходиться атом. Наприклад, для водню половина міжатомної відстані молекулі Н 2 дорівнює 0,74/2 = 0,37 Å, а металевому водні виходить значення радіуса 0,46 Å. Тому виділяють ковалентні, іонні, металеві та вандерваальсові радіуси . Як правило, у концепціях ефективних радіусів міжатомні відстані (точніше міжядерні) вважають сумою радіусів двох сусідніх атомів, приймаючи атоми за нестерпні кулі. За наявності надійних та точних експериментальних даних про міжатомні відстані (а такі дані вже протягом тривалого часу доступні і для молекул, і для кристалів з точністю до тисячних часток ангстрему) для визначення радіусу кожного атома залишається одна проблема – як розподілити міжатомну відстань між двома атомами . Зрозуміло, що цю проблему можна вирішити однозначно лише за введенні додаткових незалежних даних чи припущень.
Кінець роботи -
Ця тема належить розділу:
Властивості хімічного зв'язку
На сайті сайт читайте: "властивості хімічного зв'язку".
Якщо Вам потрібний додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:
| Твітнути |
Всі теми цього розділу:
Ковалентні радіуси
Найбільш очевидною є ситуація з ковалентними радіусами для атомів, які утворюють неполярні двоатомні молекули. У таких випадках ковалентний радіус складає рівно половину міжатомної відстані.
Іонні радіуси
Оскільки за зв. у. важко спостерігати молекули з іонними зв'язками і в той же час відома велика кількість сполук, що утворюють іонні кристали, то коли йдеться про іонні радіуси,
Металеві радіуси
Саме собою визначення металевих радіусів не становить проблем – достатньо виміряти між'ядерну відстань у відповідному металі та поділити навпіл. У табл. 20 наведені деякі мети
Вандерваальсові радіуси
Вандерваальсові радіуси можна визначити, якщо виміряти в кристалі відстані між атомами, коли не існує жодного хімічного зв'язку між ними. Інакше кажучи, атоми належать різним молекам.
Запитання для самоперевірки
1. Що таке орбітальні та ефективні радіуси? 2. У чому різниця між радіусом дробинки та атома чи іона? 3. У яких випадках ковалентний радіус дорівнює половині довжини
Ефективні заряди атомів
При утворенні хімічного зв'язку відбувається перерозподіл електронної щільності, і у разі полярного зв'язку атоми виявляються електрично зарядженими. Ці заряди називають ефективними. Вони хара
Ефективні заряди в деяких іонних кристалах
Речовина CsF CsCl NaF NaCl LiF LiCl LiI DЕО 3,3
Ефективні заряди атомів в оксидах (за Н. С. Ахметовим)
Оксид Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO
Запитання для самоперевірки
1. Що таке ефективний заряд атома? 2. Чи може ефективний заряд перевищувати (за модулем) ступінь окислення атома? 3. Що таке ступінь іонності зв'язку? 4. До
Валентність
Загалом, валентність характеризує здатність атомів елемента утворювати сполуки, що містять певний склад (певні співвідношення кількості різних елементів у з'єднанні). Чи часто в
Запитання для самоперевірки
1. Дайте визначення поняттям: ступінь окиснення; ковалентність; координаційне число; стеричне число. 2. Визначте ковалентність, ступінь окислення та КЧ для: H2S; H
Енергія зв'язку
Величина енергії - найважливіша характеристика зв'язку, що визначає стійкість речовин до нагрівання, освітлення, механічних впливів, реакцій з іншими речовинами [†]. Існують різні методи е
Енергії зв'язку двоатомних молекул у газі (Н. Н. Павлов)
Молекула H2 Li2 Na2 K2 F2 Cl2
Запитання для самоперевірки
1. Передбачте зміну енергії зв'язку С–N у ряді Н3СNН2, Н2СNН, НСNН. 2. Передбачте зміну енергії зв'язку в ряді О2, S2, Se2
Хімічний зв'язок та Періодична система елементів
Розглянемо закономірності будови та властивостей деяких простих речовин та найпростіших сполук, які визначаються електронною будовою їх атомів. Атоми благородних газів (група VІІІA) мають повністю
Зміна міжатомних відстаней для простих речовин групи VIA
Речовина Відстань між атомами, Å всередині молекул між молекулами різниця S
Додатковий
3. Загальна хімія / за ред. Є. М. Соколовської. М.: Изд-во МДУ, 1989. 4. Угай Я. Про. Загальна хімія. М: Вища. шк., 1984. 5. Він же. Загальна та неорганічна хімія. М.
