MGA RADIUS NG ATOM: KUNG PAANO ITO SINUSUKAT, KUNG PAANO NAGBABAGO AT MGA HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang atomic radius ay isang mahalagang parameter para sa mga pana-panahong katangian ng mga elemento ng pana-panahong talahanayan. Ito ay direktang nauugnay sa laki ng mga atomo, dahil mas malaki ang radius, mas malaki o mas madilaw ang mga ito. Gayundin, nauugnay ito sa kanilang mga elektronikong katangian.

Ang mas maraming mga electron na may isang atom, mas malaki ang laki ng atomic at radius nito. Parehong tinukoy ng mga elektron ng shell ng valence, dahil sa mga distansya na lampas sa kanilang mga orbit, ang posibilidad na makahanap ng isang electron na lumapit sa zero. Ang kabaligtaran ay nangyayari sa paligid ng nucleus: ang posibilidad ng paghahanap ng isang elektron ay nagdaragdag.

Pinagmulan: Mga pexels

Ang tuktok na imahe ay kumakatawan sa isang packing ng mga bola ng koton. Tandaan na ang bawat isa ay napapalibutan ng anim na kapitbahay, hindi binibilang ang isa pang posibleng itaas o mas mababang hilera. Kung paano ang compact na mga bola ng koton ay tukuyin ang kanilang mga sukat at samakatuwid ang kanilang radii; tulad ng sa mga atom.

Ang mga elemento ayon sa kanilang likas na kemikal ay nakikipag-ugnay sa kanilang sariling mga atomo sa isang paraan o sa iba pa. Dahil dito, ang laki ng atomic radius ay nag-iiba ayon sa uri ng bond na naroroon at ang solidong packing ng mga atoms nito.

Paano sinusukat ang atomic radius?

Pinagmulan: Gabriel Bolívar

Sa pangunahing imahe, madali itong sukatin ang diameter ng mga bola ng koton, at pagkatapos ay hatiin ito ng dalawa. Gayunpaman, ang globo ng isang atom ay hindi ganap na tinukoy. Bakit? Dahil ang mga elektron ay kumakalat at nagkakalat sa mga tukoy na rehiyon ng espasyo: ang mga orbit.

Samakatuwid, ang atom ay maaaring isaalang-alang bilang isang globo na may mga hindi maipaliwanag na mga gilid, na imposible na sabihin nang sigurado kung gaano kalayo ang pagtatapos nito. Halimbawa, sa imahe sa itaas, ang rehiyon ng sentro, malapit sa nucleus, ay nagpapakita ng isang mas matinding kulay, habang ang mga gilid nito ay malabo.

Ang imahe ay kumakatawan sa isang diatomic E ₂ Molekyul (tulad ng Cl ₂ , H ₂ , O ₂ , atbp.). Ipinagpalagay na ang mga atomo ay spherical body, kung ang distansya d paghihiwalay ng parehong nuclei sa covalent bond ay natukoy, pagkatapos ay sapat na upang hatiin ito sa dalawang halves (d / 2) upang makuha ang atomic radius; mas tiyak, ang covalent radius ng E para sa E ₂ .

Paano kung ang E ay hindi bumubuo ng mga covalent bond sa kanyang sarili, ngunit sa halip ay isang metal na elemento? Kung gayon d ay ipahiwatig ng bilang ng mga kapitbahay na pumapalibot sa E sa istruktura ng metal; iyon ay, sa pamamagitan ng bilang ng koordinasyon (NC) ng atom sa loob ng packaging (tandaan ang mga cotton bola sa pangunahing imahe).

Ang pagpapasiya ng distansya ng internuclear

Upang matukoy ang d, na kung saan ay ang distansya ng internuclear para sa dalawang mga atomo sa isang molekula o packaging, ay nangangailangan ng mga pamamaraan sa pagsusuri ng pisikal.

Ang isa sa mga pinaka-malawak na ginagamit ay ang X-ray diffraction.Dito, isang sinag ng ilaw ay naiilaw sa pamamagitan ng isang kristal, at ang pattern ng pagkakaiba-iba mula sa mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga electron at electromagnetic radiation ay pinag-aralan. Depende sa pag-iimpake, ang iba't ibang mga pattern ng pagkakaiba-iba ay maaaring makuha at samakatuwid ang iba pang mga halaga ng d.

Kung ang mga atomo ay "masikip" sa kristal na sala-sala, magpapakita sila ng iba't ibang mga halaga ng d kumpara sa kung ano ang mayroon sila kung "komportable" sila. Gayundin, ang mga distansyang pang-industriya na ito ay maaaring magbago sa mga halaga, sa gayon ang atomic radius ay talagang isang average na halaga ng nasabing mga sukat.

Paano nauugnay ang atomic radius at ang numero ng koordinasyon? V. Itinatag ng Goldschmidt ang isang relasyon sa pagitan ng dalawa, kung saan para sa isang NC na 12, ang kamag-anak na halaga ay 1; 0.97 para sa isang packing kung saan ang atom ay may katumbas ng 8; 0.96, para sa isang NC na katumbas ng 6; at 0.88 para sa isang NC ng 4.

Mga Yunit

Simula sa mga halaga para sa NC na katumbas ng 12, marami sa mga talahanayan ay itinayo kung saan ang atomic radii ng lahat ng mga elemento ng pana-panahong talahanayan ay inihambing.

Tulad ng hindi lahat ng mga elemento ay bumubuo ng naturang mga compact na istruktura (NC mas mababa sa 12), ang kaugnay na V. Goldschmidt ay ginagamit upang makalkula ang kanilang atomic radii at ipahayag ang mga ito para sa parehong packing. Sa ganitong paraan, ang mga sukat na radius ng atomic ay standardisado.

Ngunit sa anong mga yunit ang ipinahayag? Yamang ang d ay napakaliit na kadakilaan, ang isang tao ay dapat maglagay sa mga yunit ng angstrom Å (10 ∙ 10 ^-10 m) o malawakang ginagamit din, ang picomiter (10 ∙ 10 ^-12 m).

Paano ito nagbabago sa pana-panahong talahanayan?

Sa loob ng isang panahon

Ang atomic radii na tinutukoy para sa mga elemento ng metal ay tinatawag na metal radii, habang para sa mga di-metal na elemento, covalent radii (tulad ng posporus, P ₄ , o asupre, S ₈ ). Gayunpaman, sa pagitan ng dalawang uri ng mga tagapagsalita ay may isang mas kilalang pagkakaiba kaysa sa pangalan.

Mula sa kaliwa hanggang kanan sa parehong panahon, ang nucleus ay nagdaragdag ng mga proton at elektron, ngunit ang huli ay nakakulong sa parehong antas ng enerhiya (pangunahing dami ng dami). Bilang isang kinahinatnan, ang nucleus ay nagsasagawa ng isang pagtaas ng epektibong nukleyar na singil sa mga elektron ng valence, na kinontrata ang radius ng atom.

Sa ganitong paraan, ang mga di-metal na elemento sa parehong panahon ay may posibilidad na magkaroon ng mas maliit na atomic (covalent) na radii kaysa sa mga metal (metal na radii).

Pagdaldal sa isang pangkat

Habang bumababa ka sa isang pangkat, pinagana ang mga bagong antas ng enerhiya, na nagpapahintulot sa mga elektron na magkaroon ng mas maraming puwang. Sa gayon, ang ulap ng elektron ay sumasakop sa higit na mga distansya, ang malabo na paligid nito ay nagtatapos sa paglipat nang higit pa mula sa nucleus, at samakatuwid, ang atomic radius ay nagpapalawak.

Pagpapaliit ng Lanthanide

Ang mga electron sa panloob na shell ay tumutulong sa kalasag ng epektibong singil ng nukleyar sa mga electron ng valence. Kapag ang mga orbit na bumubuo sa mga panloob na mga shell ay may maraming "butas" (node), tulad ng nangyayari sa f orbitals, mahigpit na kinokontrol ng nucleus ang radius ng atom dahil sa hindi magandang epekto ng panangga.

Ang katotohanang ito ay napatunayan sa pagliit ng lanthanide sa panahon 6 ng pana-panahong talahanayan. Mula sa La hanggang Hf mayroong isang maliit na pag-urong ng radius ng atom bilang isang resulta ng f orbitals, na "punan" habang ang f block ay tinatablan: iyon ng mga lanthanoid at actinoid.

Ang isang katulad na epekto ay maaari ring sundin kasama ang mga elemento ng pa block mula sa panahon ng 4. Ang oras na ito, bilang isang resulta ng mahina na epekto ng panangga ng d orbitals na punan kapag dumadaan sa mga yugto ng paglipat ng metal.

Mga halimbawa

Para sa panahon ng 2 ng pana-panahong talahanayan ang atomic radii ng mga elemento nito ay:

-Li: 257 pm

-Be: 112 pm

-B: 88 pm

-C: 77 pm

-N: 74 pm

-O: 66 pm

-F: 64 pm

Tandaan na ang lithium metal ay may pinakamalaking atomic radius (257 pm), habang ang fluorine, na matatagpuan sa matinding kanan ng panahon, ay ang pinakamaliit sa kanilang lahat (64 pm). Ang atomic radius ay bumababa mula kaliwa hanggang kanan sa parehong panahon, at ang nakalista na mga halaga ay nagpapatunay dito.

Ang Lithium, kapag bumubuo ng mga metal na bono, ang radius nito ay metal; at fluorine, dahil bumubuo ito ng mga covalent bond (FF), ang radius nito ay covalent.

Paano kung nais mong ipahayag ang atomic radii sa mga yunit ngstrom? Hatiin lamang ang mga ito sa pamamagitan ng 100: (257/100) = 2.57Å. At iba pa sa mga natitirang halaga.

Mga Sanggunian

1. Chemistry 301. Atomic Radii. Nabawi mula sa: ch301.cm.utexas.edu
2. CK-12 Foundation. (2016, Hunyo 28). Atomic radius. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
3. Ang mga Uso sa Atomic Radii. Kinuha mula sa: intro.chem.okstate.edu
4. Clackamas Community College. (2002). Sukat ng Atomic. Nabawi mula sa: dl.clackamas.edu
5. Clark J. (Agosto 2012). Atomic at Ionic Radius. Nabawi mula sa: chemguide.co.uk
6. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon., P. 23, 24, 80, 169). Mc Graw Hill.