Atomradius hvordan det måles, hvordan det ændres i det periodiske tabel, eksempler

den atomradius det er en vigtig parameter for de periodiske egenskaber af elementerne i det periodiske bord. Det er direkte relateret til atomernes størrelse, da det i større radius er større eller omfangsrige. Ligeledes er det relateret til de samme elektroniske egenskaber.

Så længe et atom har flere elektroner, jo større er dets størrelse og atomradius. Begge er defineret af valensskalens elektroner, fordi sandsynligheden for at finde en elektron nærmer sig nul ved afstande uden for deres baner. Det modsatte forekommer i nærheden af ​​kernen: sandsynligheden for at finde en elektron øges.

Det øverste billede repræsenterer en pakning af bomuldskugler. Bemærk at hver enkelt er omgivet af seks naboer uden at tælle en anden mulig øverste eller nederste række. Den måde, hvorpå bomuldskugler komprimeres, definerer deres størrelser og dermed deres radii; ligesom det sker med atomer.

Elementer ifølge deres kemiske natur interagerer med deres egne atomer på en eller anden måde. Derfor varierer størrelsen af ​​atomradiusen afhængigt af typen af ​​tilstede tilstande og den faste emballering af dets atomer.

indeks

• 1 Hvordan måles atomradiusen?
  • 1.1 Bestemmelse af den indre kerneafstand
  • 1,2 enheder
• 2 Hvordan ændres det i det periodiske bord?
  • 2.1 Over en periode
  • 2.2 Nedadgående af en gruppe
  • 2.3 Lanthanidkontraktion
• 3 eksempler
• 4 referencer

Hvordan måles atomradiusen?

I hovedbilledet kan det være let at måle diameteren af ​​bomuldskuglerne, og derefter dele det med to. Imidlertid er et atoms kugle ikke fuldstændigt defineret. Hvorfor? Fordi elektroner cirkulerer og diffunderer i bestemte rumområder: orbitaler.

Atomet kan derfor betragtes som en kugle med uigennemtrængelige kanter, som det umuligt er at sige for sikker i hvilket omfang de ender. I det øvre billede ser for eksempel midtområdet, nær kernen, en mere intens farve, mens dets kanter er sløret.

Billedet repræsenterer et diatomisk molekyle E₂ (som Cl₂, H₂, O₂, etc.). Forudsat at atomerne er sfæriske kroppe, hvis afstanden blev bestemt d der adskiller begge kerner i den kovalente binding, så ville det være tilstrækkeligt at opdele det i to halvdele (d/ 2) for at opnå atomradiusen; mere præcist den kovalente radius af E for E₂.

Og hvis E ikke danner kovalente bindinger med sig selv, men det er et metallisk element? derefter d det ville være angivet af antallet af naboer, der omgiver E i sin metalliske struktur; det vil sige ved koordinationsnummeret (N.C) af atomet inden for emballagen (husk bomuldskuglerne i hovedbilledet).

Bestemmelse af den indre kerneafstand

At bestemme d, som er den indre kerneafstand for to atomer i et molekyle eller en emballage, kræver det fysiske analyseteknikker.

En af de mest almindeligt anvendte er røntgendiffraktion, hvor en stråle af lys bestråles gennem en krystal, og diffraktionsmønsteret som følge af interaktionerne mellem elektroner og elektromagnetisk stråling studeres. Afhængig af emballagen kan forskellige diffraktionsmønstre opnås og derfor andre værdier af d.

Hvis atomerne er "stramme" i krystalgitteret, vil de vise forskellige værdier af d sammenlignet med hvad de ville have, hvis de var "komfortable". Disse indre kerneafstande kunne også oscillere i værdier, så atomradiusen består faktisk af en gennemsnitlig værdi af sådanne målinger.

Hvordan er atomradius og koordinationsnummer relateret? V. Goldschmidt etablerede et forhold mellem de to, hvor for en N.C på 12 er den relative værdi 1; fra 0,97 til en pakning, hvor atomet har N.C lig med 8; på 0,96, for et N.C svarende til 6; og 0,88 for en N.C på 4.

enheder

Fra værdierne for N.C svarende til 12 er der blevet konstrueret mange tabeller, der sammenligner atomradiuserne for alle elementerne i det periodiske bord.

Da ikke alle elementerne danner sådanne kompakte strukturer (N.C mindre end 12), er forholdet mellem V. Goldschmidt brugt til at beregne deres atomradius og udtrykke dem for samme pakning. På denne måde standardiseres målinger af atomradius.

Men i hvilke enheder udtrykker de sig selv? betragtning af, at d er af meget lille størrelse, skal man anspore til ildenhederne Å (10 ∙ 10^-10m) eller også i vid udstrækning, picometeret (10 × 10^-12m).

Hvordan ændres det i det periodiske bord?

Gennem en periode

Den atomare radius bestemt for metalliske elementer er givet navnet på metalliske radier, mens for de ikke-metalliske elementer, kovalent radii (såsom phosphor, P₄, eller svovlet, S₈). Men mellem begge typer radioer er der en mere fremtrædende skelnen end navnet.

Fra venstre til højre i samme periode tilføjer kernen protoner og elektroner, men sidstnævnte er begrænset til det samme energiniveau (hovedkvantumtal). Som følge heraf udøver kernen en stigende effektiv nukleær ladning på valenselektronerne, som kontraherer atomradiusen.

På denne måde har ikke-metalliske elementer i samme periode tendens til at have atom (kovalent) radier mindre end metaller (metalliske radii).

Faldende af en gruppe

Når en gruppe går ned, aktiveres nye niveauer af energi, hvilket gør det muligt for elektronerne at have mere plads. Således dækker den elektroniske sky større afstande, dens slørede periferi ender med at flytte væk mere fra kernen, og den atomare radius udvider derfor.

Lanthanid sammentrækning

Det indre lags elektroner hjælper med at beskytte den effektive nukleare ladning på valenselektronerne. Når orbitalerne, der udgør de inderste lag, har mange "huller" (knuder), som med f-orbitalerne, knækker kernen stærkt atomradiuset på grund af orbitalernes dårlige afskærmningseffekt..

Denne kendsgerning fremgår af lanthanid-sammentrækningen i periode 6 i det periodiske bord. Fra La til Hf er der en betydelig sammentrækning af atomradiusen produceret af orbitalerne f, som "fyldes op", når man passerer gennem blok f: den af ​​lantanoiderne og actinoiderne.

En lignende virkning kan også observeres med elementerne i blokken p fra periode 4. Denne tidsprodukt af den svage afskærmningseffekt af orbitalerne d, der fylder op, når krydser perioderne af overgangsmetallerne.

eksempler

For periode 2 i det periodiske system er atomradiuserne af dets elementer:

-Li: 257 pm

-Vær: 112 pm

-B: 88 pm

-C: 77 pm

-N: 74 pm

-Kl

-F: 64 p.m.

Bemærk, at lithium metal har den største atomradius (257 p.m.), mens fluor, der ligger længst til højre i perioden, er den mindste af dem (64 p.m.). Atomradiusen falder fra venstre mod højre i samme periode, og de viste værdier viser det.

Lithium, ved at danne metalliske bindinger, er dets radius metallisk; og fluor, da det danner kovalente bindinger (F-F), er dets radius kovalent.

Og hvis du vil udtrykke atomradioerne i enheder af angstrom? Du skal blot dele dem med 100: (257/100) = 2.57Å. Og så videre med resten af ​​værdierne.

referencer

1. Kemi 301. Atomic Radii. Hentet fra: ch301.cm.utexas.edu
2. CK-12 Foundation. (28. juni 2016). Atomic Radius. Hentet fra: chem.libretexts.org
3. Trends in Atomic Radii. Modtaget fra: intro.chem.okstate.edu
4. Clackamas Community College. (2002). Atomisk Størrelse. Hentet fra: dl.clackamas.edu
5. Clark J. (august 2012). Atomic og Ionic Radius. Hentet fra: chemguide.co.uk
6. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi (Fjerde udgave., S. 23, 24, 80, 169). Mc Graw Hill.