Bán kính nguyên tử được đo như thế nào, thay đổi như thế nào trong bảng tuần hoàn, ví dụ

các bán kính nguyên tử nó là một tham số quan trọng cho các thuộc tính định kỳ của các phần tử của bảng tuần hoàn. Nó liên quan trực tiếp đến kích thước của các nguyên tử, vì ở bán kính lớn hơn, lớn hơn hoặc cồng kềnh hơn. Tương tự như vậy, nó có liên quan đến các đặc tính điện tử của cùng.

Chừng nào một nguyên tử có càng nhiều electron thì kích thước và bán kính nguyên tử của nó càng lớn. Cả hai đều được xác định bởi các electron của vỏ hóa trị, bởi vì ở khoảng cách ngoài quỹ đạo của chúng, xác suất tìm thấy electron gần bằng không. Điều ngược lại xảy ra trong vùng lân cận của hạt nhân: xác suất tìm thấy electron tăng.

Hình ảnh phía trên đại diện cho một gói bông gòn. Lưu ý rằng mỗi cái được bao quanh bởi sáu hàng xóm, mà không tính một hàng trên hoặc dưới có thể khác. Cách mà quả bóng bông được nén sẽ xác định kích thước của chúng và do đó, bán kính của chúng; giống như nó xảy ra với các nguyên tử.

Các nguyên tố theo bản chất hóa học của chúng tương tác với các nguyên tử của chúng theo cách này hay cách khác. Do đó, độ lớn của bán kính nguyên tử thay đổi tùy theo loại liên kết hiện tại và sự đóng gói rắn của các nguyên tử của nó.

Chỉ số

• 1 Bán kính nguyên tử được đo như thế nào?
  • 1.1 Xác định khoảng cách hạt nhân
  • 1,2 đơn vị
• 2 Nó thay đổi như thế nào trong bảng tuần hoàn?
  • 2.1 Trong một khoảng thời gian
  • 2.2 Giảm dần theo một nhóm
  • 2.3 Co thắt Lanthanide
• 3 ví dụ
• 4 tài liệu tham khảo

Bán kính nguyên tử được đo như thế nào?

Trong hình ảnh chính có thể dễ dàng đo đường kính của các quả bóng bông, và sau đó chia nó cho hai. Tuy nhiên, hình cầu của một nguyên tử không được xác định đầy đủ. Tại sao? Bởi vì các electron lưu thông và khuếch tán trong các vùng không gian cụ thể: quỹ đạo.

Do đó, nguyên tử có thể được coi là một hình cầu với các cạnh không thể thay đổi, điều mà không thể nói chắc chắn là chúng kết thúc ở mức độ nào. Ví dụ, trong hình trên, vùng trung tâm, gần hạt nhân, trông có màu đậm hơn, trong khi các cạnh của nó bị mờ.

Hình ảnh đại diện cho một phân tử diatomic E₂ (như Cl₂, H₂, Ôi₂, v.v.) Giả sử rằng các nguyên tử là các vật thể hình cầu, nếu khoảng cách được xác định d phân tách cả hai hạt nhân trong liên kết cộng hóa trị, sau đó sẽ đủ để chia nó thành hai nửa (d/ 2) để thu được bán kính nguyên tử; chính xác hơn là bán kính cộng hóa trị của E đối với E₂.

Và nếu E không hình thành liên kết cộng hóa trị với chính nó, nhưng nó là một nguyên tố kim loại? Sau đó d nó sẽ được biểu thị bằng số lượng lân cận bao quanh E trong cấu trúc kim loại của nó; nghĩa là, bằng số phối trí (N.C) của nguyên tử trong bao bì (hãy nhớ những quả bóng bông của hình ảnh chính).

Xác định khoảng cách hạt nhân

Để xác định d, đó là khoảng cách hạt nhân cho hai nguyên tử trong một phân tử hoặc bao bì, nó đòi hỏi các kỹ thuật phân tích vật lý.

Một trong những phổ biến nhất được sử dụng là nhiễu xạ tia X. Trong đó, một chùm ánh sáng được chiếu qua một tinh thể, và mô hình nhiễu xạ do sự tương tác giữa các electron và bức xạ điện từ được nghiên cứu. Tùy thuộc vào cách đóng gói, các mẫu nhiễu xạ khác nhau có thể thu được và do đó, các giá trị khác của d.

Nếu các nguyên tử "chặt" trong mạng tinh thể, chúng sẽ thể hiện các giá trị khác nhau của d so với những gì họ sẽ có nếu họ "thoải mái". Ngoài ra, các khoảng cách hạt nhân này có thể dao động trong các giá trị, vì vậy bán kính nguyên tử thực sự bao gồm một giá trị trung bình của các phép đo như vậy.

Bán kính nguyên tử và số phối trí có liên quan như thế nào? V. Goldschmidt đã thiết lập mối quan hệ giữa hai người, trong đó với N.C là 12, giá trị tương đối là 1; từ 0,97 cho một bao bì trong đó nguyên tử có N.C bằng 8; là 0,96, cho một N.C bằng 6; và 0,88 cho N.C là 4.

Đơn vị

Từ các giá trị cho N.C bằng 12, nhiều bảng đã được xây dựng so sánh bán kính nguyên tử của tất cả các yếu tố của bảng tuần hoàn.

Vì không phải tất cả các nguyên tố tạo thành các cấu trúc nhỏ gọn như vậy (N.C nhỏ hơn 12), mối quan hệ của V. Goldschmidt được sử dụng để tính bán kính nguyên tử của chúng và biểu thị chúng cho cùng một bao bì. Theo cách này, các phép đo bán kính nguyên tử được chuẩn hóa.

Nhưng trong những đơn vị nào họ thể hiện mình? Kể từ khi d có độ lớn rất nhỏ, nên dùng đến các đơn vị angstrom (10 ∙ 10^-10m) hoặc cũng được sử dụng rộng rãi, picometer (10 10^-12m).

Làm thế nào để nó thay đổi trong bảng tuần hoàn?

Trong suốt một khoảng thời gian

Bán kính nguyên tử được xác định cho các nguyên tố kim loại được đặt tên là bán kính kim loại, trong khi đối với các nguyên tố phi kim loại đó, bán kính cộng hóa trị (như phốt pho, P₄, hoặc lưu huỳnh, S₈). Tuy nhiên, giữa cả hai loại radio có một sự khác biệt nổi bật hơn so với tên.

Từ trái sang phải trong cùng thời kỳ, hạt nhân thêm proton và electron, nhưng hạt nhân sau bị giới hạn ở cùng mức năng lượng (số lượng tử chính). Kết quả là, hạt nhân tạo ra một điện tích hạt nhân hiệu quả ngày càng tăng trên các electron hóa trị, hợp đồng bán kính nguyên tử.

Theo cách này, các nguyên tố phi kim trong cùng thời có xu hướng có bán kính nguyên tử (cộng hóa trị) nhỏ hơn kim loại (bán kính kim loại).

Giảm dần bởi một nhóm

Khi giảm dần theo một nhóm, các mức năng lượng mới được kích hoạt, cho phép các electron có nhiều không gian hơn. Do đó, đám mây điện tử bao phủ khoảng cách lớn hơn, ngoại vi mờ của nó kết thúc di chuyển ra xa hạt nhân hơn và do đó, bán kính nguyên tử mở rộng.

Lanthanide co

Các electron của lớp bên trong giúp che chắn điện tích hạt nhân hiệu quả trên các electron hóa trị. Khi các quỹ đạo tạo nên các lớp bên trong có nhiều "lỗ" (nút), như với các quỹ đạo f, hạt nhân co lại mạnh mẽ bán kính nguyên tử do hiệu ứng che chắn kém của các quỹ đạo..

Thực tế này được chứng minh trong sự co thắt lanthanide trong giai đoạn 6 của bảng tuần hoàn. Từ La đến Hf, có một sự co lại đáng kể của bán kính nguyên tử được tạo ra bởi các quỹ đạo f, "lấp đầy" khi người ta đi qua khối f: đó là lanthanoids và actinoids.

Một hiệu ứng tương tự cũng có thể được quan sát với các yếu tố của khối p từ giai đoạn 4. Sản phẩm lần này có tác dụng che chắn yếu của các quỹ đạo d lấp đầy khi vượt qua các giai đoạn của các kim loại chuyển tiếp.

Ví dụ

Đối với giai đoạn 2 của bảng tuần hoàn, bán kính nguyên tử của các nguyên tố của nó là:

-Li: chiều tối

-Be: 112 chiều

-B: 88 giờ

-C: 77 chiều

-N: 74 giờ chiều

-O: 66 chiều

-F: 64 giờ

Lưu ý rằng kim loại liti có bán kính nguyên tử lớn nhất (257 p.m.), trong khi flo, nằm ở phía bên phải của thời kỳ, là nhỏ nhất trong số chúng (64 p.m.). Bán kính nguyên tử giảm dần từ trái sang phải trong cùng thời kỳ và các giá trị được liệt kê cho thấy nó.

Liti, bằng cách hình thành liên kết kim loại, bán kính của nó là kim loại; và flo, vì nó tạo thành liên kết cộng hóa trị (F - F), bán kính của nó là cộng hóa trị.

Và nếu bạn muốn thể hiện các đài nguyên tử theo đơn vị angstrom? Đơn giản chỉ cần chia chúng cho 100: (257/100) = 2,57Å. Và như vậy với phần còn lại của các giá trị.

Tài liệu tham khảo

1. Hóa học 301. Bán kính nguyên tử. Lấy từ: ch602.cm.utexas.edu
2. Nền tảng CK-12. (Ngày 28 tháng 6 năm 2016). Bán kính nguyên tử. Lấy từ: chem.libretexts.org
3. Xu hướng trong bán kính nguyên tử. Lấy từ: intro.ool.okstate.edu
4. Trường cao đẳng cộng đồng Clackamas. (2002). Kích thước nguyên tử. Lấy từ: dl.clackamas.edu
5. Clark J. (Tháng 8 năm 2012). Bán kính nguyên tử và ion. Lấy từ: chemguide.co.uk
6. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa vô cơ (Ấn bản thứ tư., Trang 23, 24, 80, 169). Đồi Mc Graw.