Atomsugár: mi ez és hogyan határozható meg. Atomi és ionos sugarak Hogyan határozzuk meg a fématom effektív sugarát

atomi ionok; a molekulákban vagy kristályokban ezeket az atomokat vagy ionokat képviselő gömbök sugarát jelentik. Az atomi sugarak lehetővé teszik a nukleáris (interatomikus) távolságok közelítését a molekulákban és kristályokban.

Egy izolált atom elektronsűrűsége az atommagtól való távolság növekedésével gyorsan csökken, így az atom sugara annak a gömbnek a sugaraként definiálható, amelyben az elektronsűrűség fő része (például 99%-a) van. sűrített. Az atommagok közötti távolságok becsléséhez azonban kényelmesebbnek bizonyult az atomi sugarakat más módon értelmezni. Ez az atomi sugarak különféle definícióihoz és rendszereihez vezetett.

Az X atom kovalens sugara egy egyszerű X-X kémiai kötés hosszának fele. Tehát halogének esetében a kovalens sugarakat az egyensúlyi magközi távolságból számítják ki az X 2 molekulában, a kén és a szelén esetében - az S 8 és a Se 8 molekulákban, a szén esetében - a gyémántkristályban. Kivétel a hidrogénatom, amelynél a kovalens atom sugarát 30 pm-nek feltételezzük, míg a H 2 molekulában a magok közötti távolság fele 37 pm. A kovalens kötéssel rendelkező vegyületekre általában teljesül az additív elv (az X-Y kötés hossza megközelítőleg egyenlő az X és Y atomok atomi sugarának összegével), ami lehetővé teszi a kötéshosszak előrejelzését. többatomos molekulákban.

Az ionos sugarakat olyan értékekként határozzuk meg, amelyek összege egy ionpárra (például X + és Y -) egyenlő a megfelelő ionkristályok legrövidebb magközi távolságával. Számos ionsugár-rendszer létezik; a rendszerek az egyes ionokra vonatkozó számértékekben különböznek attól függően, hogy melyik sugarat és melyik iont veszik alapul más ionok sugarának kiszámításához. Például Pauling szerint ez az O 2- ion sugara, 140 pm; Shannon szerint - ugyanazon ion sugara, 121 pm-nek tekintve. E különbségek ellenére az ionkristályok magközi távolságának kiszámítására szolgáló különböző rendszerek megközelítőleg azonos eredményekhez vezetnek.

A fémes sugarak a fém kristályrácsában lévő atomok közötti legrövidebb távolság fele. Azon fémszerkezeteknél, amelyek a tömítés típusában különböznek, ezek a sugarak eltérőek. A különböző fémek atomsugár értékeinek közelsége gyakran jelzi annak lehetőségét, hogy ezek a fémek szilárd oldatokat képezhetnek. A sugarak additivitása lehetővé teszi az intermetallikus vegyületek kristályrácsainak paramétereinek előrejelzését.

A Van der Waals sugarakat olyan mennyiségekként határozzuk meg, amelyek összege megegyezik azzal a távolsággal, amelyet különböző molekulák két kémiailag nem rokon atomja vagy ugyanazon molekula különböző atomcsoportjai megközelíthetnek. A van der Waals sugarak átlagosan körülbelül 80 pm-rel nagyobbak, mint a kovalens sugarak. A Van der Waals sugarakat a molekuláris konformációk stabilitásának és a kristályokban lévő molekulák szerkezeti rendezésének értelmezésére és előrejelzésére használják.

Lit .: Housecroft K., Constable E. Az általános kémia modern kurzusa. M., 2002. T. 1.

A részecskeméret gyakran meghatározza a kristályszerkezet típusát, sokak áramlásának megértéséhez fontos kémiai reakciók. Az atomok, ionok, molekulák méretét a vegyértékelektronok határozzák meg. A kérdés megértésének alapjait - a pályasugarak változásának mintázatait - a 2. szakasz tartalmazza. 2.4. Az atomnak nincsenek határai, mérete pedig feltételes érték. Ennek ellenére lehetséges egy szabad atom méretét a pályasugárral jellemezni. A gyakorlati érdeklődés azonban általában az anyag összetételében (molekulában, polimerben, folyékony vagy szilárd anyagban) található atomok és ionok, nem pedig szabadok. Mivel a szabad és kötött atomok állapota (és mindenekelőtt energiája) jelentősen eltér, a méreteknek is különbözniük kell.

A kötött atomokra a méretüket jellemző mennyiségeket is be lehet vezetni. Bár a kötött atomok elektronfelhői jelentősen eltérhetnek a gömb alakúaktól, az atomok méretét szokás jellemezni hatékony (látszólagos) sugarak .

Ugyanazon elem atomjainak mérete alapvetően attól függ, hogy melyik kémiai vegyület összetétele, milyen típusú kötéssel helyezkedik el az atom. Például hidrogén esetében a H 2 molekulában az atomközi távolság fele 0,74/2 = 0,37 Å, a fémes hidrogénben pedig a sugár értéke 0,46 Å. Ezért kiosztani kovalens, ionos, fémes és van der Waals sugarak . Általában az effektív sugarak fogalmaiban az atomközi távolságokat (pontosabban az atommagok közötti távolságokat) két szomszédos atom sugarának összegének tekintik, az atomokat összenyomhatatlan golyóknak tekintve. Az atomközi távolságokra vonatkozó megbízható és pontos kísérleti adatok (és ilyen adatok már régóta rendelkezésre állnak mind a molekulákra, mind a kristályokra vonatkozóan, angström ezredrészes pontossággal) egy probléma marad az egyes atomok sugarának meghatározása. hogyan osszuk el az atomközi távolságot két atom között . Nyilvánvaló, hogy ez a probléma egyértelműen csak további független adatok vagy feltételezések bevezetésével oldható meg.

Munka vége -

Ez a téma a következőkhöz tartozik:

A kémiai kötés tulajdonságai

Az oldalon olvasható: "kémiai kötés tulajdonságai" ..

Ha további anyagra van szüksége ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:

Mit csinálunk a kapott anyaggal:

Ha ez az anyag hasznosnak bizonyult az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:

Az összes téma ebben a részben:

kovalens sugarak
A legnyilvánvalóbb helyzet a nempoláris kétatomos molekulákat alkotó atomok kovalens sugaraival van. Ilyen esetekben a kovalens sugár pontosan fele az atomközi távolságnak

Ionos sugarak
Mert a n. y. nehéz megfigyelni az ionos kötésekkel rendelkező molekulákat, ugyanakkor nagyszámú ionkristályt képző vegyület ismeretes, majd ha ionsugárról van szó,

fém sugarak
Önmagában a fém sugarainak meghatározása nem jelent problémát - elég megmérni a magok közötti távolságot a megfelelő fémben, és ketté kell osztani. táblázatban. 20 néhány met

van der Waals sugarak
A Van der Waals sugarak meghatározhatók a kristályban lévő atomok közötti távolság mérésével, amikor nincs kémiai kötés közöttük. Más szavakkal, az atomok különböző molekulákhoz tartoznak.

Kérdések önvizsgálathoz
1. Mik azok a pálya- és effektív sugarak? 2. Mi a különbség a pellet és az atom vagy ion sugara között? 3. Milyen esetekben egyenlő a kovalens sugár a hosszúság felével

Az atomok effektív töltései
Kémiai kötés létrejöttekor az elektronsűrűség újraeloszlik, poláris kötés esetén pedig az atomok elektromosan töltődnek. Ezeket a díjakat hatékonynak nevezzük. Ők hara

Hatékony töltések egyes ionkristályokban
Anyag CsF CsCl NaF NaCl LiF LiCl LiI DEO 3.3

Az atomok effektív töltései oxidokban (N. S. Akhmetov szerint)
Oxid Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO

Kérdések önvizsgálathoz
1. Mekkora az atom effektív töltése? 2. Meghaladhatja-e az effektív töltés (modulusban) az atom oxidációs állapotát? 3. Mekkora egy kötés ionosságának foka? 4. K

Vegyérték
A vegyérték általában egy elem atomjainak azon képességét jellemzi, hogy bizonyos összetételű vegyületeket képezzenek (a vegyületben lévő különböző elemek számának bizonyos arányai). Gyakran be

Kérdések önvizsgálathoz
1. Határozza meg a fogalmakat: oxidációs fok; kovalencia; koordinációs szám; sztérikus szám. 2. Határozza meg a kovalenciát, az oxidációs állapotot és a CN-t: H2S; H

Kötési energia
Az energia mennyisége - legfontosabb jellemzője kötések, amelyek meghatározzák az anyagok hővel, fénnyel, mechanikai igénybevétellel, más anyagokkal való reakciókkal szembeni ellenállását [†]. Különféle módszerek léteznek

Kétatomos molekulák kötési energiái gázban (N. N. Pavlov)
Molekula H2 Li2 Na2 K2 F2 Cl2

Kérdések önvizsgálathoz
1. Jósolja meg a C–N kötés energiájának változását a H3CNH2, H2CNH, HCNH sorozatban! 2. Jósoljuk meg a kötési energia változását az O2, S2, Se2 sorozatban!

Kémiai kötés és az elemek periódusos rendszere
Tekintsük néhány egyszerű anyag és a legegyszerűbb vegyület szerkezetének és tulajdonságainak törvényszerűségeit, amelyeket atomjaik elektronszerkezete határoz meg. A nemesgáz atomok (VIIIA csoport) teljesen

A VIA csoportba tartozó egyszerű anyagok atomközi távolságának változása
Anyag Az atomok közötti távolság, Å a molekulák belsejében a molekulák közötti különbség S

További
3. Általános kémia / szerk. E. M. Szokolovskaja. M.: Moszkvai Állami Egyetem Kiadója, 1989. 4. Ugay Ya. O. Általános kémia. M.: Feljebb. iskola, 1984. 5. Ő is ugyanaz. Általános és szervetlen kémia. M..

A kémiai kötés típusokra bontása feltételes.

A fémes kötésre az elektronok és fémionok vonzása miatt a kovalens kötés néhány jele jellemző, ha figyelembe vesszük az atomok atomi pályáinak átfedését. A hidrogénkötés kialakulásában az elektrosztatikus kölcsönhatás mellett fontos szerepet játszik a kölcsönhatás donor-akceptor jellege.

Szintén lehetetlen éles határt húzni az ionos és kovalens poláris kötések között. Lehetetlen bármilyen fém-nemfém kötést az ionos típusnak tulajdonítani. Az olyan atomok közötti ionos kötést szokás figyelembe venni, amelyek elektronegativitás-különbsége nagyobb vagy egyenlő 2-vel (a Pauling-skálán). Például a nátrium-oxidban a Na 2 O kötés (3,44 - 0,93 = 2,51) ionos kötés, a magnézium-bromidban pedig a MgBr kovalens poláris kötés (2,96 - 1,31 = 1,65).

A valódi anyagokban nem minden típusú kémiai kötés található tiszta formában. A legtöbb vegyület esetében a kötés típusa közbenső. Ez lehetséges, mivel a kémiai kötés természete ugyanaz - az elektronok és az atommagok elektrosztatikus kölcsönhatása a távoli atomokon belül és azok között, amikor az elektronhéjak hatékony átfedése következik be.

Ezért folyamatos átmenet lehetséges az összes határeset között: ionos, kovalens, fémes és maradék kötés. Vizuálisan az átmenetet tetraéderként ábrázolhatjuk, melynek csúcsaiban szélsőséges képviselők, élei mentén két típus közötti átmenetek, a tetraéder lapjain és térfogatán belül pedig összetett vegyes típusú kötések találhatók.

Az atomok és ionok effektív sugarai

Alatt az atomok és ionok effektív sugarai megérteni az atomok vagy ionok gömbjeinek sugarát, vagyis azt a minimális távolságot, amelyen az atomok vagy ionok gömbjei középpontjai megközelíthetik a szomszédos atomok felületét.

Egy atom vagy ion effektív sugarának meghatározásához a kristályszerkezetet összefüggő golyókként ábrázolják, amelyek közötti távolság megegyezik sugaraik összegével. A kristály szerkezeti egységei közötti kémiai kötés típusától függően a következők vannak: fémes sugarak, ionos sugarak, kovalens sugarak és van der Waals sugarak.

fém sugarak
A szomszédos atomok közötti távolság fele, röntgendiffrakciós analízis eredményeképpen:

Ionos sugarak
Az ionok sugarának kiszámításához azt feltételezzük, hogy a kationok és anionok méretének kellően nagy különbsége esetén a nagy anionok érintkeznek egymással, és az anionok közötti üregekben kisebb kationok helyezkednek el, majd az anion sugara lesz:

a kation sugara: .

kovalens sugarak
A kovalens sugarakat az atomközi távolság (kötéshossz) feleként határozzuk meg: .

Ezenkívül a kovalens sugár kiszámításakor figyelembe veszik egyes elemek azon képességét, hogy többszörös kötést képezzenek, ami csökkenti az atomok közötti távolságot és a központi atom hibridizációjának típusát.

A Van der Waals sugarakat olyan atomokra számítják ki, amelyek csak intermolekuláris erőkkel kapcsolódnak egymáshoz. Az atomok középpontjai közötti távolság feleként számolva: .

Mivel az atomi és az ionos sugarak kiszámításának módszerei eltérőek, sok a sugarak táblázata.

Ionos kristályok

A kationok és anionok kristályokká való kombinációja az elektromos töltések Coulomb-vonzása miatt történik. Egy molekulában a töltések kölcsönhatásba lépnek egy erővel. Érték R két ion távolsága. Ha ez a távolság végtelenül nagy, akkor az erő nulla. Véges távolságban két ellentétes töltésű ion kölcsönhatási ereje negatív, ami vonzásnak felel meg, az ionok hajlamosak megközelíteni a minimálisan megengedett távolságot, ami stabil kötött állapotnak felel meg. Két azonos töltésű ion kölcsönhatási ereje pozitív, ami a taszításnak felel meg. Az ionok hajlamosak szétszóródni, és semmilyen távolságban nem képeznek stabil kapcsolatot. Így a kristályképződési energiának negatívnak kell lennie. Ez a feltétel egy ionkristály képződése során valósul meg.

Az ionkristályokban nincsenek molekulák, így a szerkezeti egységek között nincsenek határok. Az ionokat töltött gömböknek tekinthetjük, amelyek erőterei a tér minden irányában egyenletesen oszlanak el. Ezért minden ion bármilyen irányban képes magához vonzani az ellenkező előjelű ionokat, tehát az ionos kötést nincs iránya.

Két ellentétes előjelű ion kölcsönhatása nem vezethet erőtereik teljes kölcsönös kompenzálásához. Emiatt megtartják azt a képességüket, hogy az ellenkező előjelű ionokat más irányba vonzzák. Ezért az ionos kötés nincs telítve.

A kationok hajlamosak a lehető legtöbb anionnal körülvenni magukat, így az azonos előjelű ionok egymástól való Coulomb taszítását a kationok és anionok kölcsönös Coulomb-vonzása kompenzálja. Ezért az ionos típusú kémiai kötéssel rendelkező struktúrákat magas koordinációs számok és a legsűrűbb gömb alakú töltetek jellemzik. Az ionos kristályok szimmetriája általában nagy.

Az ionos típusú kémiai kötéssel rendelkező kristályos anyagokat dielektromos tulajdonságok, ridegség, átlagos keménység és sűrűség, alacsony hő- és elektromos vezetőképesség jellemzik.

HATÉKONY ATOMSUGÁR – lásd. atomsugár.

Földtani szótár: 2 kötetben. - M.: Nedra. Szerkesztette: K. N. Paffengolts et al.. 1978 .

Nézze meg, mi az "EFFEKTÍV ATOMSUGÁR" más szótárakban:

Az atomok méretét jellemző Å-beli érték. Általában ezt a koncepciót hatékony RA-nak tekintették, amelyet a homoatomikus vegyületekben, azaz fémekben és nemfémekben az atomközi (magok közötti) távolság feleként számoltak. Mert egyedül és... Földtani Enciklopédia

Platina- (Platina) Platina fém, vegyi és fizikai tulajdonságok platina Fém platina, a platina kémiai és fizikai tulajdonságai, a platina előállítása és felhasználása Tartalom Tartalom 1. szakasz. A platina név eredete. 2. szakasz A helyzet a ...... A befektető enciklopédiája

Jellemzők, amelyek lehetővé teszik a molekulák és kristályok atomközi (magok közötti) távolságának közelítő becslését. Az atomi sugarak 0,1 nm nagyságrendűek. Meghatározásuk elsősorban röntgenszerkezeti elemzési adatokból történik. * * * ATOM…… enciklopédikus szótár

Fém- (Fém) A fém meghatározása, fizikai és Kémiai tulajdonságok fémek A fém meghatározása, a fémek fizikai és kémiai tulajdonságai, a fémek alkalmazása Tartalom Tartalom Meghatározás Megtalálás a természetben Tulajdonságok Jellemző tulajdonságok ... ... A befektető enciklopédiája

94 Neptunium ← Plutónium → Americium Sm Pu ... Wikipédia

"Lítium" kérés átirányítja ide; lásd még más jelentéseket is. Ez a cikk a kémiai elemről szól. Orvosi felhasználásra vonatkozóan lásd: Lítiumkészítmények. 3 Hélium ← Lítium ... Wikipédia

55 Xenon ← Cézium → Bárium ... Wikipédia

A szerkezet vizsgálata VA-ban a röntgensugárzás (beleértve a szinkrotront is), az elektron- vagy neutronfluxus, valamint a VA-ban vizsgált Mössbauer g sugárzás szórási intenzitásának szögeloszlásának vizsgálatán alapul. Ill. megkülönböztetni… Kémiai Enciklopédia

Egy atom vagy ion effektív sugara alatt a hatásszférájának sugarát értjük, az atomot (iont) pedig összenyomhatatlan gömbnek tekintjük. Az atom bolygómodelljét használva atommagként ábrázolják, amely körül az elektronok keringenek. Mengyelejev periódusos rendszerében az elemek sorrendje megfelel az elektronhéjak kitöltésének sorrendjének. Egy ion effektív sugara függ az elektronhéjak foglaltságától, de nem egyenlő a külső pálya sugarával. Az effektív sugár meghatározásához a kristályszerkezetben lévő atomokat (ionokat) egymással érintkező merev golyókként ábrázolják, így a középpontjaik távolsága megegyezik a sugarak összegével. Az atomi és az ion sugarait kísérletileg, az atomközi távolságok röntgenmérésével határozták meg, és elméletileg kvantummechanikai koncepciók alapján számították ki.

Az ionos sugarak mérete a következő törvényeknek felel meg:

1. A periódusos rendszer egy függőleges sorában az azonos töltésű ionok sugara az atomszám növekedésével növekszik, mivel növekszik az elektronhéjak száma, és így az atom mérete is.

2. Ugyanazon elem esetében az ionsugár a negatív töltéssel növekszik, a pozitív töltés növekedésével csökken. Az anion sugara nagyobb, mint a kationé, mivel az anion elektronfelesleggel rendelkezik, míg a kationban hiány van. Például Fe, Fe 2+, Fe 3+ esetén az effektív sugár 0,126, 0,080 és 0,067 nm, Si 4-, Si, Si 4+ esetén az effektív sugár 0,198, 0,118 és 0,040 nm.

3. Az atomok és ionok mérete a Mengyelejev-rendszer periodicitását követi; Ez alól kivételt képeznek az 57-es (lantán) és a 71-es (lutécium) elemek, ahol az atomsugár nem nő, hanem egyenletesen csökken (ún. lantanid kontrakció), valamint a 89-es (aktinium) és azon túli elemek ( az úgynevezett aktinoid kontrakció).

Atomsugár kémiai elem koordinációs számtól függ. A koordinációs szám növekedése mindig együtt jár az atomközi távolságok növekedésével. Ebben az esetben a két különböző koordinációs számnak megfelelő atomi sugarak értékei közötti relatív különbség nem függ a kémiai kötés típusától (feltéve, hogy a kötés típusa az összehasonlított koordinációs számokkal rendelkező szerkezetekben azonos). Az atomi sugarak változása a koordinációs szám változásával jelentősen befolyásolja a polimorf transzformációk során bekövetkező térfogatváltozások nagyságát. Például a vas lehűtésekor a 906 °C-on végbemenő arcközpontú köbös módosulásból testközpontú köbös módosulásba való átalakulását 9%-os térfogatnövekedésnek kell kísérnie, valójában a térfogatnövekedés 0,8 %. Ennek oka az a tény, hogy a koordinációs szám 12-ről 8-ra történő változása miatt a vas atomsugara 3%-kal csökken. Vagyis az atomi sugarak változása a polimorf átalakulások során nagymértékben kompenzálja azokat a térfogati változásokat, amelyeknek akkor kellene bekövetkezniük, ha az atomsugár ebben az esetben nem változna. Az elemek atomi sugarai csak azonos koordinációs számmal hasonlíthatók össze.

Az atomi (ionos) sugarak a kémiai kötés típusától is függenek.

A fémes kötéssel rendelkező kristályokban az atomsugár a legközelebbi atomok közötti atomközi távolság fele. Szilárd oldatok esetén a fémes atomsugár összetett módon változik.

A kovalens kötéssel rendelkező elemek kovalens sugara alatt az egyetlen kovalens kötéssel összekapcsolt legközelebbi atomok közötti atomközi távolság fele értendő. A kovalens sugarak sajátossága az állandóságuk különböző kovalens struktúrákban, azonos koordinációs számokkal. Tehát a távolságok egyben C-C kötések a gyémántban és a telített szénhidrogénekben azonosak és egyenlők 0,154 nm-rel.

Az ionos kötéssel rendelkező anyagok ionos sugarai nem határozhatók meg a legközelebbi ionok közötti távolságok összegének feleként. A kationok és anionok mérete általában élesen különbözik. Ezenkívül az ionok szimmetriája eltér a gömb alakútól. Az ionsugár értékének becslésére többféle megközelítés létezik. Ezen megközelítések alapján megbecsülik az elemek ionsugarait, majd a kísérletileg meghatározott atomközi távolságokból meghatározzák a többi elem ionsugarát.

A Van der Waals sugarak határozzák meg a nemesgáz atomok effektív méretét. Ezen túlmenően, a van der Waals-féle atomsugár a legközelebbi azonos atomok közötti, egymáshoz nem kötődő atommagok közötti távolság felének tekinthető. kémiai kötés, azaz különböző molekulákhoz tartoznak (például molekuláris kristályokban).

Az atomi (ionos) sugarak értékeinek számításokban és konstrukciókban történő felhasználásakor értéküket egy rendszer szerint összeállított táblázatokból kell venni.