De atomaire radio het is een belangrijke parameter voor de periodieke eigenschappen van de elementen van het periodiek systeem. Het is direct gerelateerd aan de grootte van de atomen, want hoe groter de straal, hoe groter of volumineuzer ze zijn. Evenzo is het gerelateerd aan hun elektronische kenmerken..
Hoe meer elektronen een atoom heeft, hoe groter de atomaire afmeting en straal. Beide worden gedefinieerd door de elektronen van de valentieschil, omdat op afstanden buiten hun banen de kans om een elektron te vinden nul nadert. Het tegenovergestelde doet zich voor in de buurt van de kern: de kans op het vinden van een elektron neemt toe.
De bovenste afbeelding stelt een pakje wattenbolletjes voor. Merk op dat elk wordt omringd door zes buren, de andere mogelijke bovenste of onderste rij niet meegerekend. De manier waarop de wattenbollen worden samengeperst, bepaalt hun afmetingen en dus hun radii; net als atomen.
De elementen volgens hun chemische aard interageren op de een of andere manier met hun eigen atomen. Bijgevolg varieert de grootte van de atoomstraal afhankelijk van het type binding dat aanwezig is en de vaste pakking van zijn atomen..
Artikel index
In de hoofdafbeelding kan het eenvoudig zijn om de diameter van de wattenbolletjes te meten en deze vervolgens door twee te delen. De sfeer van een atoom is echter niet volledig gedefinieerd. Waarom? Omdat elektronen circuleren en diffunderen in specifieke delen van de ruimte: orbitalen.
Daarom kan het atoom worden beschouwd als een bol met ongrijpbare randen, waarvan het onmogelijk is om met zekerheid te zeggen hoever ze eindigen. In de bovenstaande afbeelding toont het gebied van het midden, dicht bij de kern, bijvoorbeeld een intensere kleur, terwijl de randen wazig zijn..
De afbeelding stelt een diatomisch molecuul E voortwee (zoals de Cltwee, H.twee, OFtwee, enz.). Ervan uitgaande dat de atomen bolvormige lichamen zijn, als de afstand werd bepaald d die beide kernen in de covalente binding scheidt, zou het dan voldoende zijn om deze in twee helften te verdelen (d/ 2) om de atoomstraal te verkrijgen; meer precies, de covalente straal van E tot Etwee.
Wat als E geen covalente banden met zichzelf zou vormen, maar een metaalachtig element was? Dan d het zou worden aangegeven door het aantal buren die E in zijn metalen structuur omringen; dat wil zeggen door het coördinatiegetal (N.C) van het atoom in de verpakking (denk aan de wattenbolletjes in de hoofdafbeelding).
Om te bepalen d, wat de internucleaire afstand is voor twee atomen in een molecuul of verpakking, zijn fysische analysetechnieken vereist.
Een van de meest gebruikte is röntgendiffractie, waarin een lichtbundel door een kristal wordt gestraald en het diffractiepatroon als gevolg van de interacties tussen elektronen en elektromagnetische straling wordt bestudeerd. Afhankelijk van de pakking kunnen verschillende diffractiepatronen worden verkregen en dus andere waarden van d.
Als de atomen "strak" zijn in het kristalrooster, zullen ze verschillende waarden van vertonen d vergeleken met wat ze zouden hebben als ze "comfortabel" waren. Evenzo kunnen deze internucleaire afstanden in waarden fluctueren, dus de atoomradius bestaat eigenlijk uit een gemiddelde waarde van dergelijke metingen..
Hoe zijn de atoomstraal en het coördinatiegetal gerelateerd? V. Goldschmidt vestigde een relatie tussen de twee, waarbij voor een N.C van 12 de relatieve waarde 1 is; 0,97 voor een pakking waarbij het atoom een N.C heeft gelijk aan 8; 0,96, voor een N.C gelijk aan 6; en 0,88 voor een N.C van 4.
Van de waarden voor N.C gelijk aan 12, zijn veel van de tabellen geconstrueerd waarin de atoomstralen van alle elementen van het periodiek systeem worden vergeleken.
Omdat niet alle elementen zulke compacte structuren vormen (N.C kleiner dan 12), wordt de V. Goldschmidt-relatie gebruikt om hun atoomstralen te berekenen en uit te drukken voor dezelfde pakking. Op deze manier worden de metingen van de atoomstralen gestandaardiseerd..
Maar in welke eenheden worden ze uitgedrukt? Gezien de d van zeer kleine omvang is, moeten we onze toevlucht nemen tot de ångström-eenheden Å (10 ∙ 10-10m) of ook veel gebruikt, de picometer (10 ∙ 10-12m).
De atoomstralen bepaald voor metalen elementen worden metallische stralen genoemd, terwijl voor niet-metalen elementen covalente stralen (zoals fosfor, P4, of zwavel, S8Tussen de twee soorten spaken is er echter een duidelijker onderscheid dan dat van de naam.
In dezelfde periode voegt de kern van links naar rechts protonen en elektronen toe, maar deze laatste zijn beperkt tot hetzelfde energieniveau (hoofdkwantumgetal). Als gevolg hiervan oefent de kern een toenemende effectieve nucleaire lading uit op de valentie-elektronen, waardoor de atoomstraal samentrekt..
Op deze manier hebben niet-metalen elementen in dezelfde periode de neiging om kleinere atomaire (covalente) stralen te hebben dan metalen (metallische stralen).
Terwijl je door een groep afdaalt, worden nieuwe energieniveaus ingeschakeld, waardoor de elektronen meer ruimte krijgen. De elektronische wolk legt dus grotere afstanden af, de wazige periferie beweegt uiteindelijk verder weg van de kern, en daarom wordt de atoomstraal groter..
De elektronen in de binnenschil helpen de effectieve nucleaire lading op de valentie-elektronen af te schermen. Wanneer de orbitalen waaruit de binnenste lagen bestaan veel "gaten" (knooppunten) hebben, zoals gebeurt bij de f orbitalen, trekt de kern de atoomstraal sterk samen vanwege hun slechte afschermende effect..
Dit feit wordt bewezen door de lanthanidecontractie in periode 6 van het periodiek systeem. Van La naar Hf is er een aanzienlijke samentrekking van de atoomstraal als gevolg van de f-orbitalen, die 'vollopen' naarmate het f-blok wordt doorlopen: die van de lanthanoïden en actinoïden.
Een soortgelijk effect is ook waar te nemen met de elementen van blok p uit periode 4. Deze keer, product van het zwakke afschermende effect van de d orbitalen die vollopen bij het passeren van de overgangsmetaalperiodes.
Voor periode 2 van het periodiek systeem zijn de atoomstralen van zijn elementen:
-Li: 257 uur
-Wees: 112 uur
-B: 88 uur
-C: 77 uur
-N: 74 uur
-Of: 66 uur
-F: 64 uur
Merk op dat lithiummetaal de grootste atoomstraal heeft (257 pm), terwijl fluor, uiterst rechts van de periode, de kleinste van allemaal is (64 pm). De atoomstraal daalt in dezelfde periode van links naar rechts, en de vermelde waarden laten dit zien.
Lithium, bij het vormen van metallische bindingen, heeft een metallische straal; en fluor, aangezien het covalente bindingen (F-F) vormt, is de straal covalent.
Wat als u de atoomstralen in ångström wilt uitdrukken? Deel ze gewoon door 100: (257/100) = 2,57Å. En zo verder met de rest van de waarden.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.