Ατομική ακτίνα πώς μετράται, πώς αλλάζει στον περιοδικό πίνακα, παραδείγματα

Το ατομική ακτίνα είναι μια σημαντική παράμετρος για τις περιοδικές ιδιότητες των στοιχείων του περιοδικού πίνακα. Είναι άμεσα σχετιζόμενο με το μέγεθος των ατόμων, δεδομένου ότι σε μεγαλύτερη ακτίνα, είναι μεγαλύτερα ή ογκώδη. Ομοίως, σχετίζεται με τα ηλεκτρονικά χαρακτηριστικά του ίδιου.

Όσο ένα άτομο έχει περισσότερα ηλεκτρόνια, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθός του και η ατομική ακτίνα. Και οι δύο καθορίζονται από τα ηλεκτρόνια του κελύφους σθένους, επειδή σε αποστάσεις πέρα ​​από τις τροχιές τους, η πιθανότητα εύρεσης ενός ηλεκτρονίου πλησιάζει το μηδέν. Το αντίθετο συμβαίνει κοντά στον πυρήνα: αυξάνεται η πιθανότητα εύρεσης ενός ηλεκτρονίου.

Η επάνω εικόνα αντιπροσωπεύει μια συσκευασία από μπάλες από βαμβάκι. Σημειώστε ότι κάθε ένας περιβάλλεται από έξι γείτονες, χωρίς να μετράει άλλη πιθανή άνω ή κάτω σειρά. Ο τρόπος συμπύκνωσης των μπάλες του βαμβακιού θα καθορίσει τα μεγέθη τους και, κατά συνέπεια, τις ακτίνες τους. όπως συμβαίνει με τα άτομα.

Στοιχεία ανάλογα με τη χημική τους φύση αλληλεπιδρούν με τα ίδια τους τα άτομα με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Επομένως, το μέγεθος της ατομικής ακτίνας ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του δεσμού που υπάρχει και τη στερεή συσκευασία των ατόμων του.

Ευρετήριο

• 1 Πώς μετράται η ακτινική ακτίνα?
  • 1.1 Προσδιορισμός της πυρηνικής απόστασης
  • 1.2 Μονάδες
• 2 Πώς αλλάζει στον περιοδικό πίνακα?
  • 2.1 Σε μια περίοδο
  • 2.2 Φθίνουσα από ομάδα
  • 2.3 Σύσπαση της λανθανίδης
• 3 Παραδείγματα
• 4 Αναφορές

Πώς μετράται η ατομική ακτίνα?

Στην κύρια εικόνα μπορεί να είναι εύκολο να μετρηθεί η διάμετρος των σφαιρών από βαμβάκι και στη συνέχεια να χωριστεί με δύο. Ωστόσο, η σφαίρα ενός ατόμου δεν είναι πλήρως καθορισμένη. Γιατί; Επειδή τα ηλεκτρόνια κυκλοφορούν και διαχέονται σε συγκεκριμένες περιοχές του διαστήματος: τροχιακά.

Επομένως, το άτομο μπορεί να θεωρηθεί ως μια σφαίρα με άκαμπτες άκρες, που είναι αδύνατο να πούμε με βεβαιότητα σε ποιο βαθμό τελειώνουν. Για παράδειγμα, στην άνω εικόνα η κεντρική περιοχή, κοντά στον πυρήνα, φαίνεται πιο έντονο χρώμα, ενώ οι άκρες της είναι θολή.

Η εικόνα αντιπροσωπεύει ένα διατομικό μόριο Ε₂ (ως Cl₂, H₂, Ο₂, κ.λπ.). Υποθέτοντας ότι τα άτομα είναι σφαιρικά σώματα, αν προσδιοριστεί η απόσταση δ που χωρίζει τους δύο πυρήνες στον ομοιοπολικό δεσμό, τότε θα ήταν αρκετό να το χωρίσουμε σε δύο μισά (δ/ 2) για να ληφθεί η ατομική ακτίνα. πιο συγκεκριμένα, η ομοιοπολική ακτίνα του Ε για το Ε₂.

Και αν ο Ε δεν σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς με τον εαυτό του, αλλά είναι μεταλλικό στοιχείο; Τότε δ αυτό θα υποδείχθηκε από τον αριθμό των γειτόνων που περιβάλλουν το Ε στην μεταλλική δομή του. δηλαδή από τον αριθμό συντονισμού (N.C) του ατόμου μέσα στη συσκευασία (θυμηθείτε τις μπάλες του βαμβακιού της κύριας εικόνας).

Προσδιορισμός της πυρηνικής απόστασης

Για να προσδιορίσετε δ, που είναι η πυρηνική απόσταση για δύο άτομα σε ένα μόριο ή συσκευασία, απαιτεί τεχνικές φυσικής ανάλυσης.

Μία από τις συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες είναι η περίθλαση ακτίνων Χ. Σε αυτή μια ακτίνα φωτός ακτινοβολείται μέσω ενός κρυστάλλου και μελετάται το περίγραμμα περίθλασης που προκύπτει από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ηλεκτρονίων και ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Ανάλογα με τη συσκευασία, μπορούν να ληφθούν διαφορετικά πρότυπα περίθλασης και, επομένως, άλλες τιμές δ.

Εάν τα άτομα είναι "σφιχτά" στο κρυσταλλικό πλέγμα, θα παρουσιάσουν διαφορετικές τιμές δ σε σύγκριση με αυτό που θα είχαν αν ήταν "άνετα". Επίσης, αυτές οι πυρηνικές αποστάσεις θα μπορούσαν να κυμαίνονται σε τιμές, οπότε η ατομική ακτίνα στην πραγματικότητα αποτελείται από μια μέση τιμή τέτοιων μετρήσεων.

Πώς σχετίζεται η ατομική ακτίνα και ο αριθμός συντονισμού; Ο Β. Goldschmidt δημιούργησε μια σχέση μεταξύ των δύο, στην οποία για ένα N.C του 12, η ​​σχετική τιμή είναι 1. από 0,97 για μια συσκευασία όπου το άτομο έχει Ν. Ο ίσο με 8, 0,96, για Ν. Ο ίσο με 6. και 0,88 για ένα N.C του 4.

Μονάδες

Από τις τιμές για το N.C ίση με 12, πολλοί πίνακες έχουν κατασκευαστεί συγκρίνοντας τις ατομικές ακτίνες όλων των στοιχείων του περιοδικού πίνακα.

Δεδομένου ότι όλα τα στοιχεία δεν αποτελούν τέτοιες συμπαγείς δομές (N.C μικρότερη από 12), η σχέση του V. Goldschmidt χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των ατομικών ακτίνων τους και την έκφρασή τους για την ίδια συσκευασία. Με αυτόν τον τρόπο, οι μετρήσεις των ατομικών ακτίνων τυποποιούνται.

Αλλά σε ποιες μονάδες εκφράζονται; Δεδομένου ότι δ είναι πολύ μικρού μεγέθους, θα πρέπει να καταφεύγουν στις μονάδες angstrom Å (10,10^-10m) ή επίσης ευρέως χρησιμοποιημένο, το picometer (10,10^-12m).

Πώς αλλάζει στον περιοδικό πίνακα?

Σε μια περίοδο

Οι ατομικές ακτίνες που προσδιορίζονται για τα μεταλλικά στοιχεία δίδονται με το όνομα των μεταλλικών ακτίνων, ενώ για αυτά τα μη μεταλλικά στοιχεία, οι ομοιοπολικές ακτίνες (όπως ο φωσφόρος, το P₄, ή το θείο, S₈). Ωστόσο, μεταξύ των δύο τύπων ραδιοφωνικών σταθμών υπάρχει μια πιο σημαντική διαφορά από το όνομα.

Από αριστερά προς τα δεξιά την ίδια περίοδο, ο πυρήνας προσθέτει πρωτόνια και ηλεκτρόνια, αλλά τα τελευταία περιορίζονται στο ίδιο επίπεδο ενέργειας (κύριος κβαντικός αριθμός). Ως συνέπεια, ο πυρήνας ασκεί ένα αυξανόμενο αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο στα ηλεκτρόνια σθένους, το οποίο συστέλλει την ατομική ακτίνα.

Με τον τρόπο αυτό, τα μη μεταλλικά στοιχεία κατά την ίδια περίοδο τείνουν να έχουν ατομικές (ομοιοπολικές) ακτίνες μικρότερες από τα μέταλλα (μεταλλικές ακτίνες).

Κατέβασμα από μια ομάδα

Όταν κατεβαίνουν από μια ομάδα, ενεργοποιούνται νέα επίπεδα ενέργειας, τα οποία επιτρέπουν στα ηλεκτρόνια να έχουν περισσότερο χώρο. Έτσι, το ηλεκτρονικό σύννεφο καλύπτει μεγαλύτερες αποστάσεις, η θολή περιφέρεια του καταλήγει να απομακρύνεται περισσότερο από τον πυρήνα και συνεπώς η ατομική ακτίνα επεκτείνεται.

Συσχέτιση λανθανιδών

Τα ηλεκτρόνια του εσωτερικού στρώματος βοηθούν στην προστασία του αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου στα ηλεκτρόνια σθένους. Όταν οι τροχιές που συνθέτουν τα εσωτερικά στρώματα έχουν πολλές "οπές" (κόμβοι), όπως και με τις τροχιές, ο πυρήνας συστέλλεται έντονα με την ατομική ακτίνα λόγω της κακής θωράκισης των τροχιακών..

Αυτό το γεγονός αποδεικνύεται στη συστολή της λανθανίδης στην περίοδο 6 του περιοδικού πίνακα. Από το La προς το Hf υπάρχει μια σημαντική συστολή της ατομικής ακτίνας που παράγεται από τις τροχιές f, οι οποίες "γεμίζουν" καθώς περνάει μέσα από το μπλοκ f: εκείνο των λανθανωδών και ακτινοειδών.

Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί επίσης να παρατηρηθεί με τα στοιχεία του μπλοκ p από την περίοδο 4. Αυτό το προϊόν χρόνου της αδύναμης επίδρασης θωράκισης των τροχιακών d που γεμίζουν όταν διασχίζουν τις περιόδους των μεταβατικών μετάλλων.

Παραδείγματα

Για την περίοδο 2 του περιοδικού πίνακα οι ατομικές ακτίνες των στοιχείων του είναι:

-Li: 257 μ.μ.

-Να είναι: 112 μ.μ.

-Β: 88 μ.μ.

-C: 77 μ.μ.

-Ν: 74 μ.μ.

-Ο: 66 μ.μ.

-F: 64 μ.μ.

Σημειώστε ότι το μέταλλο του λιθίου έχει τη μεγαλύτερη ατομική ακτίνα (257 μ.μ.), ενώ το φθόριο, που βρίσκεται στην άκρα δεξιά της περιόδου, είναι το μικρότερο (64 π.μ.). Η ατομική ακτίνα κατεβαίνει από τα αριστερά προς τα δεξιά κατά την ίδια περίοδο, και οι αναφερόμενες τιμές την δείχνουν.

Λιθίου, σχηματίζοντας μεταλλικούς δεσμούς, η ακτίνα του είναι μεταλλική. και το φθόριο, καθώς σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς (F-F), η ακτίνα του είναι ομοιοπολική.

Και αν θέλετε να εκφράσετε τα ατομικά ραδιόφωνα σε μονάδες angstrom; Απλά διαιρέστε τα με 100: (257/100) = 2.57Å. Και ούτω καθεξής με τις υπόλοιπες αξίες.

Αναφορές

1. Chemistry 301. Atomic Radii. Ανακτήθηκε από: ch301.cm.utexas.edu
2. CK-12 Foundation. (28 Ιουνίου 2016). Ατομική ακτίνα. Ανακτήθηκε από: chem.libretexts.org
3. Τάσεις στην ατομική ακτινοβολία. Λαμβάνεται από: intro.chem.okstate.edu
4. Clackamas Community College. (2002). Ατομικό μέγεθος. Ανακτήθηκε από: dl.clackamas.edu
5. Clark J. (Αύγουστος 2012). Ατομικό και ιωνικό ακτίνα. Ανακτήθηκε από: chemguide.co.uk
6. Shiver & Atkins. (2008). Ανόργανη χημεία (Τέταρτη έκδοση, σελ. 23, 24, 80, 169). Mc Graw Hill.