RADIUS ATOM: BAGAIMANA IA DIUKUR, BAGAIMANA IA BERUBAH DAN CONTOH - KIMIA - 2026

The jejari atom adalah satu parameter penting bagi sifat-sifat berkala unsur-unsur dalam jadual berkala. Ini secara langsung berkaitan dengan ukuran atom, kerana semakin besar radius, semakin besar atau lebih besar. Begitu juga, ia berkaitan dengan ciri elektronik mereka.

Semakin banyak elektron yang dimiliki atom, semakin besar ukuran dan jejari atomnya. Kedua-duanya ditakrifkan oleh elektron shell valensi, kerana pada jarak di luar orbitnya, kebarangkalian mencari elektron mendekati sifar. Sebaliknya berlaku di sekitar nukleus: kebarangkalian mencari elektron meningkat.

Sumber: Pexels

Gambar atas mewakili pembungkusan bola kapas. Perhatikan bahawa masing-masing dikelilingi oleh enam jiran, tidak termasuk kemungkinan barisan atas atau bawah yang lain. Bagaimana bebola kapas dipadatkan akan menentukan ukurannya dan oleh itu jari-jarinya; sama seperti atom.

Unsur-unsur mengikut sifat kimianya berinteraksi dengan atom mereka sendiri dalam satu cara atau yang lain. Akibatnya, besarnya radius atom berbeza mengikut jenis ikatan yang ada dan pembungkusan pepejal atomnya.

Bagaimana jejari atom diukur?

Sumber: Gabriel Bolívar

Dalam gambar utama, mudah untuk mengukur diameter bola kapas, dan kemudian membaginya dengan dua. Walau bagaimanapun, sfera atom tidak ditentukan sepenuhnya. Kenapa? Kerana elektron beredar dan tersebar di kawasan ruang tertentu: orbital.

Oleh itu, atom boleh dianggap sebagai sfera dengan tepi yang tidak dapat ditiru, yang mustahil untuk dinyatakan dengan pasti sejauh mana ia berakhir. Contohnya, dalam gambar di atas, kawasan pusat, dekat dengan nukleus, menunjukkan warna yang lebih sengit, sementara tepinya kabur.

Imej mewakili dwiatom E ₂ molekul (seperti Cl ₂ , H ₂ , O ₂ , dan lain-lain). Dengan andaian bahawa atom adalah badan sfera, jika jarak d yang memisahkan kedua inti dalam ikatan kovalen ditentukan, maka cukup untuk membaginya menjadi dua bahagian (d / 2) untuk mendapatkan jejari atom; lebih tepatnya, jejari kovalen E untuk E ₂ .

Bagaimana jika E tidak membentuk ikatan kovalen dengan dirinya sendiri, tetapi sebagai unsur logam? Maka d akan ditunjukkan oleh bilangan jiran yang mengelilingi E dalam struktur logamnya; iaitu dengan nombor koordinasi (NC) atom di dalam bungkusan (ingat bola kapas pada gambar utama).

Penentuan jarak antara nuklear

Untuk menentukan d, yang merupakan jarak internuklear untuk dua atom dalam molekul atau pembungkusan, memerlukan teknik analisis fizikal.

Salah satu yang paling banyak digunakan adalah difraksi sinar-X.Di dalamnya, seberkas cahaya disinari melalui kristal, dan pola difraksi yang dihasilkan dari interaksi antara elektron dan radiasi elektromagnetik dikaji. Bergantung pada pembungkusan, corak difraksi yang berbeza dapat diperoleh dan oleh itu nilai lain dari d.

Sekiranya atom "ketat" dalam kisi kristal, mereka akan menunjukkan nilai d yang berbeza berbanding dengan apa yang akan mereka miliki jika mereka "selesa". Juga, jarak nuklear ini dapat berubah-ubah dalam nilai, sehingga radius atom sebenarnya adalah nilai rata-rata pengukuran tersebut.

Bagaimana jejari atom dan nombor koordinasi berkaitan? V. Goldschmidt menjalin hubungan antara keduanya, di mana untuk NC 12, nilai relatif adalah 1; 0.97 untuk pembungkusan di mana atom mempunyai NC sama dengan 8; 0.96, untuk NC sama dengan 6; dan 0.88 untuk NC 4.

Unit

Bermula dengan nilai NC sama dengan 12, banyak jadual telah dibina di mana jari-jari atom bagi semua elemen jadual berkala dibandingkan.

Oleh kerana tidak semua elemen membentuk struktur padat seperti itu (NC kurang dari 12), hubungan V. Goldschmidt digunakan untuk mengira jejari atomnya dan menyatakannya untuk pembungkusan yang sama. Dengan cara ini, pengukuran radius atom diseragamkan.

Tetapi dalam unit apa yang dinyatakan? Oleh kerana d berskala sangat kecil, seseorang mesti menggunakan unit angstrom 10 (10 ∙ 10 ^-10 m) atau juga digunakan secara meluas, picometer (10 ∙ 10 ^-12 m).

Bagaimana ia berubah dalam jadual berkala?

Sepanjang tempoh

Radius atom yang ditentukan untuk unsur-unsur logam disebut radius logam, sementara untuk unsur-unsur bukan logam, radius kovalen (seperti fosforus, P ₄ , atau sulfur, S ₈ ). Namun, antara kedua-dua jenis jari itu terdapat perbezaan yang lebih menonjol daripada namanya.

Dari kiri ke kanan dalam tempoh yang sama, nukleus menambah proton dan elektron, tetapi yang terakhir dibatasi pada tahap tenaga yang sama (bilangan kuantum utama). Akibatnya, nukleus memberikan muatan nuklear efektif yang semakin meningkat pada elektron valensi, yang mengontrak jari-jari atom.

Dengan cara ini, unsur bukan logam dalam tempoh yang sama cenderung mempunyai radius atom (kovalen) yang lebih kecil daripada logam (radius logam).

Turun melalui kumpulan

Semasa anda turun melalui satu kumpulan, tahap tenaga baru diaktifkan, yang membolehkan elektron mempunyai lebih banyak ruang. Oleh itu, awan elektron merangkumi jarak yang lebih jauh, pinggirannya yang kabur akhirnya bergerak lebih jauh dari nukleus, dan oleh itu, radius atom mengembang.

Pengecutan Lanthanide

Elektron dalam cengkerang dalam melindungi pelindung muatan nuklear yang berkesan pada elektron valens. Apabila orbital yang membentuk lapisan dalam mempunyai banyak "lubang" (simpul), seperti yang berlaku dengan orbital f, nukleus mengontrak radius atom dengan kuat kerana kesan pelindungnya yang lemah.

Fakta ini dibuktikan dalam penguncupan lanthanide pada tempoh 6 jadual berkala. Dari La ke Hf terdapat pengecutan radius atom yang cukup besar akibat orbital f, yang "mengisi" ketika blok f melintasi: lantanum dan aktinoid.

Kesan yang serupa juga dapat diperhatikan dengan unsur blok pa dari tempoh 4. Kali ini, sebagai akibat dari kesan pelindung lemah dari orbital d yang mengisi ketika melalui tempoh logam peralihan.

Contoh

Untuk tempoh 2 jadual berkala, jari-jari atom unsur-unsurnya adalah:

-Li: 257 petang

-Jadi: 112 malam

-B: 88 malam

-C: 77 malam

-N: 74 malam

-O: 66 petang

-F: 64 malam

Perhatikan bahawa logam litium mempunyai radius atom terbesar (257 pm), sementara fluor, terletak di sebelah kanan paling hujung, adalah yang terkecil dari semuanya (64 pm). Radius atom turun dari kiri ke kanan dalam tempoh yang sama, dan nilai yang disenaraikan membuktikannya.

Lithium, semasa membentuk ikatan logam, jejarinya adalah logam; dan fluorin, kerana ia membentuk ikatan kovalen (FF), jejarinya adalah kovalen.

Bagaimana jika anda ingin menyatakan jari-jari atom dalam unit angstrom? Cukup bahagikannya dengan 100: (257/100) = 2.57Å. Dan seterusnya dengan nilai-nilai yang selebihnya.

Rujukan

1. Kimia 301. Radii Atom. Dipulihkan dari: ch301.cm.utexas.edu
2. Yayasan CK-12. (2016, 28 Jun). Sinaran Atom. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
3. Trend di Atomic Radii. Diambil dari: intro.chem.okstate.edu
4. Kolej Komuniti Clackamas. (2002). Saiz Atom. Dipulihkan dari: dl.clackamas.edu
5. Clark J. (Ogos 2012). Sinaran Atom dan Ionik. Dipulihkan dari: chemguide.co.uk
6. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi Keempat., Hlm.23, 24, 80, 169). Bukit Mc Graw.