כאשר קיים קשר קוולנטי בין שני אטומים, ניתן לקבוע את הרדיוס הקוולנטי. כאשר שני אטומים של אותו יסוד קשורים קוולנטית, הרדיוס של כל אטום יהיה חצי מהמרחק בין שני הגרעינים מכיוון שהם מושכים באותה מידה את האלקטרונים. המרחק בין שני גרעינים ייתן קוטר של אטום, אבל אתה רוצה את הרדיוס שהוא חצי מהקוטר. רדיוס אטומי מוגדר בדרך כלל כמרחק הכולל מגרעין האטום למסלול החיצוני ביותר של האלקטרון. במילים פשוטות יותר, ניתן להגדיר אותו כמשהו הדומה לרדיוס של מעגל, כאשר מרכז המעגל הוא הגרעין והקצה החיצוני של המעגל הוא המסלול החיצוני ביותר של האלקטרון.
- כוח זה תלוי במטען הגרעיני האפקטיבי שחווים האלקטרונים הפנימיים.
- אבני הבניין האלה של כל החומר קטנות מדי, ומכיוון שאלקטרונים תמיד בתנועה, קוטר האטום מעט מעורפל.
- ניתן להסביר תופעה זו על ידי עקרון אי הוודאות של הייזנברג.
- חלק מהמטען החיובי מוגן על ידי אלקטרוני הליבה ולכן המטען החיובי הכולל אינו מורגש על ידי אלקטרון הערכיות.
- עלייה ברדיוס אטומי ויוני נע במורד קבוצה או עמודה של הטבלה המחזורית.
- מכיוון שניאון וארגון אינם יוצרים קשרים, אתה יכול רק למדוד את רדיוס ואן דר ואלס שלהם – מקרה שבו האטום די טוב “לא מעוך”.
הגודל האטומי פוחת ככל שאתה עובר על פני שורה – או תקופה – של הטבלה מכיוון שהמספר המוגדל של הפרוטונים מפעיל משיכה חזקה יותר על האלקטרונים. למרות שגודלו של אטום גז אצילי אכן גדל ככל שאתה עובר למטה בעמודה, אטומים אלה גדולים יותר מהאטומים הקודמים בשורה.
הסבר על המגמות הכלליות
לעתים קרובות התלמידים מתבקשים לסדר את גודל האטומים והיונים על סמך ההבדל בין רדיוס אטומי ליוני ומגמות הטבלה המחזורית. הרדיוס האטומי והיוני יורדים בדרך כלל בתנועה על פני תקופה או שורה של הטבלה המחזורית. הסיבה לכך היא שהמספר ההולך וגדל של הפרוטונים מפעיל משיכה חזקה יותר לאלקטרונים, ומושך אותם בצורה הדוקה יותר. גודל אטום הגז האציל גדול יותר מאטום ההלוגן שקדם לו. הרדיוס האטומי והיוני גדלים ככל שאתה עובר מטה בעמודה של הטבלה המחזורית מכיוון שמעטפת אלקטרונים מתווספת לאטומים.
מגמות ברדיוס אטומי בתקופות 2 ו-3
רדיוס קוולנטי, רדיוס ואן דר ואלס, רדיוס מתכתי ורדיוס בוהר מתאימים יותר במצבים מסוימים. הסיבה לכך היא שגודלו של אטום מושפע מהתנהגות הקשר הכימי שלו. לאחר מכן, התבונן בטבלה המחזורית כדי לקבוע את הגודל היחסי של האטומים של היסודות.
רדיוס אטומי
כאשר נעים למטה קבוצה של הטבלה המחזורית של היסודות, הרדיוס האטומי גדל. לאחר כל תקופה מתווספת לאטום מעטפת אלקטרונים אחת נוספת.
מוצע עבור: קשר בין Zeffective לרדיוס
אבל ביסודות בלוק d, אין הבדל גבוה יותר בין הרדיוסים האטומיים של אטומים של שני יסודות סמוכים באותה תקופה. הסיבה לכך היא שהאלקטרונים כאן מתווספים לאותו מסלול d שנמצא כאורביטל פנימי. מכיוון שהקליפה החיצונית נשארת קבועה, אין הבדלים ניכרים ברדיוסים האטומיים של אותם יסודות. לאלקטרונים אין מסלולים מוגדרים וגם לא טווחים מוגדרים בחדות.
מה הפירוש של רדיוסים אטומיים?
אטום הניאון בסדרה איזואלקטרונית זו אינו מופיע בטבלה \(\PageIndex\), מכיוון שהניאון אינו יוצר תרכובות קוולנטיות או יוניות ומכאן שקשה למדוד את הרדיוס שלו. הרדיוס היוני הוא חצי מהמרחק בין שני אטומי גז שרק נוגעים זה בזה.
רדיוס אטומי ורדיוס יוני
ניתן לקבוע רדיוסים אטומיים קוולנטיים עבור רוב הלא-מתכות, אך כיצד משיגים כימאים רדיוסים אטומיים עבור יסודות שאינם יוצרים קשרים קוולנטיים? עם מתכת, למשל, הרדיוס האטומי המתכתי (\(r_\)) מוגדר כמחצית המרחק בין הגרעינים של שני אטומי מתכת סמוכים במוצק (איור \(\PageIndex\)). זה קצת קשה עבור הליום שאינו יוצר מוצק בשום טמפרטורה. רדיוסים אלו בדרך כלל אינם זהים (איור \(\PageIndex\)). אם מדובר ביון בעל מטען חיובי, הוא יגיב עם יון בעל מטען שלילי ויהפוך לתרכובת נייטרלית יציבה.
5: רדיוס אטומי ויוני
הסיבה לכך היא שמעטפת אלקטרונים חדשה מתווספת בכל תקופה כאשר אנו יורדים קבוצה. לאורך תקופה, הרדיוס היוני פוחת בגלל שהמשיכה החיובית האפקטיבית מהגרעין גדלה בהדרגה. ניתן להסביר את האופן שבו הרדיוס האטומי משתנה עם המספר האטומי הגובר על ידי סידור האלקטרונים בקליפות בעלות קיבולת קבועה. הקליפות ממולאות בדרך כלל לפי סדר הרדיוס הגובר, מכיוון שהאלקטרונים הטעונים שלילי נמשכים על ידי הפרוטונים הטעונים בגרעין. ככל שהמספר האטומי גדל לאורך כל שורה בטבלה המחזורית, האלקטרונים הנוספים נכנסים לאותה הקליפה החיצונית ביותר; שהרדיוס שלו מתכווץ בהדרגה, בגלל המטען הגרעיני הגובר. בגז אצילי, הקליפה החיצונית מתמלאת לחלוטין; לכן, האלקטרון הנוסף של המתכת האלקלית הבאה יכנס לקליפה החיצונית הבאה, מה שאחראי לעלייה הפתאומית ברדיוס האטומי.
2: רדיוס אטומי ויוני
S2- ו-P3- לשניהם יש 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 כתצורת האלקטרונים שלהם. ניתן להשתמש באיזואלקטרוניות כדי להשוות רדיוסים יוניים של יסודות שונים ולחזות את תכונותיהם על סמך התנהגות האלקטרונים שלהם. ערך זה יכול להיות זהה לרדיוס האטומי, או שהוא יכול להיות גדול יותר עבור אניונים ובאותו גודל או קטן יותר עבור קטיונים. לקטיון, שהוא יון בעל מטען חיובי, בהגדרה יש פחות אלקטרונים מאשר פרוטונים. ההפסד באלקטרון יגרום כתוצאה מכך לשינוי ברדיוסים האטומיים בהשוואה לאטום הנייטרלי המעניין. מבין אותם יונים, חזה את הגדלים היחסיים שלהם על סמך המטענים הגרעיניים שלהם.
האם הרדיוס האטומי גדל לאורך תקופה?
אותה דינמיקה אחראית לעלייה המתמדת בגודל הנצפית ככל שאנו יורדים בעמודות האחרות של הטבלה המחזורית. אי סדרים יכולים להיות מוסברים בדרך כלל על ידי שינויים במטען גרעיני יעיל. רדיוס אטומי הוא המרחק ממרכז הגרעין לגבול ענן האלקטרונים.
לפרנציום יש את הרדיוס האטומי הגדול ביותר, בעוד שהליום הוא הנמוך ביותר. הרדיוס האטומי והיוני אינם הדרכים היחידות למדידת גודלם של אטומים ויונים.