ATOMINIS SPINDULYS: KAIP JIS MATUOJAMAS, KAIP JIS KINTA, IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Atomo spindulys yra svarbus parametras periodinių savybes pakeičiamas periodinės lentelės elementų. Tai tiesiogiai susiję su atomų dydžiu, nes kuo didesnis spindulys, tuo didesni ar apimties jie yra. Panašiai, tai susiję su jų elektroninėmis savybėmis.

Kuo daugiau elektronų turi atomas, tuo didesnis jo atomo dydis ir spindulys. Abu juos apibūdina valentinio apvalkalo elektronai, nes per atstumą už jų orbitų tikimybė surasti elektroną artėja prie nulio. Netoli branduolio vyksta atvirkščiai: didėja elektronų radimo tikimybė.

Šaltinis: Pexels

Viršutinis paveikslėlis vaizduoja medvilnės rutulį. Atminkite, kad kiekvieną iš jų supa šeši kaimynai, neskaičiuojant kitos galimos viršutinės ar apatinės eilutės. Tai, kaip medvilniniai rutuliai yra sutankinti, apibūdins jų dydžius ir atitinkamai spindulį; kaip ir su atomais.

Elementai pagal savo cheminę prigimtį vienaip ar kitaip sąveikauja su savo atomais. Taigi atominio spindulio dydis skiriasi priklausomai nuo esamos jungties tipo ir kietos jo atomų pakuotės.

Kaip matuojamas atominis spindulys?

Šaltinis: Gabrielis Bolívaras

Pagrindiniame paveikslėlyje gali būti nesunku išmatuoti medvilnės kamuoliukų skersmenį, o tada padalykite jį iš dviejų. Tačiau atomo sritis nėra iki galo apibrėžta. Kodėl? Nes elektronai cirkuliuoja ir išsisklaido tam tikrose kosmoso srityse: orbitose.

Todėl atomą galima laikyti rutuliu su nematomais kraštais, todėl neįmanoma tiksliai pasakyti, kiek jie baigiasi. Pvz., Aukščiau esančiame paveikslėlyje centro regionas, esantis arti branduolio, rodo ryškesnę spalvą, o jo kraštai yra neryškūs.

Vaizdas reiškia dviatomėms El ₂ molekulę (pavyzdžiui, Cl ₂ , H ₂ , O ₂ , ir tt). Darant prielaidą, kad atomai yra sferiniai kūnai, jei būtų nustatytas atstumas d, atskiriantis abu branduolius kovalentiniame ryšyje, pakaktų padalinti jį į dvi dalis (d / 2), kad būtų galima gauti atominį spindulį; tiksliau, E ₂ kovalentinis spindulys .

Ką daryti, jei E nesudarė kovalentinių ryšių su savimi, o buvo metalinis elementas? Tada d būtų parodytas kaimynų, kurie supa E metalinę struktūrą, skaičius; tai yra pagal pakuotėje esančio atomo koordinavimo numerį (NC) (atsiminkite medvilnės rutuliukus pagrindiniame paveikslėlyje).

Vidinio branduolio atstumo nustatymas

Norint nustatyti d, kuris yra dviejų branduolių atstumas tarp molekulės ar pakuotės, reikia fizinės analizės metodų.

Viena iš plačiausiai naudojamų yra rentgeno spindulių difrakcija, kurioje šviesos spindulys yra apšvitinamas per kristalą, tiriamas difrakcijos modelis, atsirandantis dėl elektronų ir elektromagnetinės spinduliuotės sąveikos. Priklausomai nuo pakuotės, galima gauti skirtingus difrakcijos modelius, taigi ir kitas d reikšmes.

Jei atomai kristalų gardelėse yra „sandarūs“, jie turės skirtingas d reikšmes, palyginti su tuo, ką jie turėtų, jei būtų „patogūs“. Be to, šie vidiniai branduolių atstumai gali svyruoti vertėmis, taigi atominis spindulys iš tikrųjų yra vidutinė tokių matavimų vertė.

Kaip yra susijęs atominis spindulys ir koordinačių skaičius? V. Goldschmidtas nustatė ryšį tarp jų, kuriame, kai NC yra 12, santykinė vertė yra 1; 0,97 pakuotei, kur atomo NC yra lygus 8; 0,96, kai NC lygus 6; ir 0,88, kai NC yra 4.

Vienetai

Pradedant NC vertėmis, lygiomis 12, buvo sudaryta daugybė lentelių, kuriose lyginami visų periodinės lentelės elementų atominiai spinduliai.

Kadangi ne visi elementai sudaro tokias kompaktiškas struktūras (NC mažesni nei 12), apskaičiuojant jų atominius spindulius ir išreiškiant tą patį pakavimą, naudojamas V. Goldschmidto santykis. Tokiu būdu standartizuojami atominio spindulio matavimai.

Bet kokiais vienetais jie išreiškiami? Kadangi d reikšmė yra labai maža, reikia remtis angstromos Å vienetais (10 ∙ 10 ^-10 m) arba taip pat plačiai naudojamu pikometru (10 ∙ 10 ^-12 m).

Kaip tai keičiasi periodinėje lentelėje?

Per tam tikrą laikotarpį

Atominis spindulys nustatomas Metalų elementų yra vadinami metalinį spindulys, tuo tarpu nemetalo elementų, kovalentinis spindulys (pavyzdžiui, fosforo, P ₄ , arba sieros, S ₈ ). Tačiau tarp šių dviejų stipinų tipų skirtumas yra ryškesnis nei vardo.

Iš kairės į dešinę tuo pačiu laikotarpiu branduolys prideda protonus ir elektronus, tačiau pastarieji apsiriboja tuo pačiu energijos lygiu (pagrindinis kvantinis skaičius). Dėl šios priežasties branduolys daro vis didėjantį efektyvųjį branduolinį krūvį valentiniams elektronams, kurie sutraukia atominį spindulį.

Tokiu būdu nemetaliniai elementai tuo pačiu laikotarpiu paprastai turi mažesnius atominius (kovalentinius) spindulius nei metalai (metaliniai spinduliai).

Nusileidimas per grupę

Kai nusileidžiate per grupę, įjungiami nauji energijos lygiai, kurie elektronams suteikia daugiau vietos. Taigi elektronų debesis apima didesnius atstumus, jo neryški periferija baigiasi tolyn nuo branduolio, todėl atominis spindulys plečiasi.

Lantanido susitraukimas

Vidiniame apvalkale esantys elektronai padeda apsaugoti valentinius elektronus nuo efektyvaus branduolinio krūvio. Kai orbitos, sudarančios vidinius sluoksnius, turi daug „skylių“ (mazgų), kaip atsitinka su f orbitalėmis, branduolys stipriai sutraukia atomo spindulį dėl silpno jų ekrano efekto.

Šis faktas įrodytas lantanido susitraukimu periodinės lentelės 6 periode. Nuo La iki Hf smarkiai sumažėja atominės spindulys, atsirandantis dėl f orbitų, kurios „užpildomos“, kai pereina f blokas: lantanoidų ir aktinoidų.

Panašus efektas taip pat gali būti stebimas su 4 bloko elementais. Šiuo metu dėl silpno ekrano ekrano, kuris užpildo pereinant per pereinamojo metalo laikotarpius, ekrano efekto.

Pavyzdžiai

Periodinės lentelės 2 laikotarpiui jos elementų atominiai spinduliai yra:

-Li: 257 val

-Be: 112 val

–B: 88 val

-C: 77 val

-N: 74 val

-O: 66 val

-F: 64 val

Atkreipkite dėmesį, kad ličio metalo atominis spindulys yra didžiausias (257 pm), o fluoras, esantis laikotarpio kraštinėje dešinėje, yra mažiausias iš jų visų (64 pm). Atomo spindulys tuo pačiu laikotarpiu mažėja iš kairės į dešinę, ir išvardytos vertės tai patvirtina.

Litis, formuodamas metalinius ryšius, jo spindulys yra metalinis; ir fluoras, nes sudaro kovalentinius ryšius (FF), jo spindulys yra kovalentinis.

Ką daryti, jei norite išreikšti atominį spindulį angstromo vienetais? Tiesiog padalykite juos iš 100: (257/100) = 2,57Å. Ir taip toliau su likusiomis vertybėmis.

Nuorodos

1. Chemija 301. Atominiai spinduliai. Atkurta iš: ch301.cm.utexas.edu
2. CK-12 fondas. (2016 m. Birželio 28 d.). Atomo spindulys. Atkurta iš: chem.libretexts.org
3. Atominių spindulių tendencijos. Paimta iš: intro.chem.okstate.edu
4. Clackamas bendruomenės kolegija. (2002). Atomo dydis. Atkurta iš: dl.clackamas.edu
5. Clarkas J. (2012 m. Rugpjūtis). Atominis ir joninis spindulys. Atgauta iš: chemguide.co.uk
6. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas. 23, 24, 80, 169 psl.). Mc Graw Hill.