Ομοιοπολικές ακτίνες
Ατομική ακτίνα είναι η απόσταση από τον πυρήνα μέχρι το εξώτατο τροχιακό ενός ατόμου. Μπορούμε να κατανοήσουμε την έννοια συγκρίνοντάς την με την ακτίνα ενός κύκλου. Το κέντρο του κύκλου είναι ο πυρήνας εδώ. Υπάρχουν τρεις τύποι ατομικών ακτίνων:Ομοιοπολική ακτίνα, Μεταλλική ακτίνα και Ιονική ακτίνα. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ομοιοπολικός δεσμός μεταξύ δύο όμοιων ατόμων. Τότε, η ομοιοπολική ακτίνα είναι το ήμισυ του μήκους απλού δεσμού μεταξύ των δύο παρόμοιων ατόμων που είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένα.
Ομοιοπολικοί δεσμοί
Langmuir (1919) επαναπροσδιόρισε τις θέσεις του Lewis εισάγοντας ομοιοπολικούς δεσμούς. Σύμφωνα με αυτόν, όταν δύο άτομα μοιράζονται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων, βρίσκονται σε ομοιοπολικό δεσμό. Εάν ζευγαρώνουν περισσότερα από ένα ζεύγος ηλεκτρονίων, μπορεί να είναι σε διπλούς ή τριπλούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Όταν σχηματίζεται ένας ομοιοπολικός δεσμός, μπορούμε να λάβουμε και μια ομοιοπολική ακτίνα.
Επισκόπηση ομοιοπολικών ακτίνων
Σύμφωνα με τη θεωρία, υποθέτουμε ότι η απόσταση μεταξύ των πυρήνων και του εξωτερικού κελύφους θα είναι η μισή της απόστασης μεταξύ δύο πυρήνων σε άτομα με ομοιοπολικό δεσμό. Αυτό στηρίζεται στην ιδέα ότι οι πυρήνες θα έχουν ίση έλξη στα ηλεκτρόνια τους. Έτσι, όταν ο δεσμός σχηματίζεται μεταξύ δύο όμοιων ατόμων με τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων, η ατομική ακτίνα θα ήταν η μισή από την απόσταση μεταξύ των πυρήνων. Σε αυτή την περίπτωση, η απόσταση μεταξύ δύο πυρήνων θα είναι η διάμετρος του ατόμου. Γι' αυτό λέμε, «η ομοιοπολική ακτίνα είναι το μέτρο του μεγέθους του ατόμου.»
Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια είναι πρακτικά αόρατα και μικρά, το ατομικό μέγεθος μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την απόσταση μεταξύ των ατόμων όταν βρίσκονται σε συνδυασμένη κατάσταση. Οι τεχνικές ακτίνων Χ μετρούν αυτή την απόσταση μεταξύ δύο πυρήνων, γνωστή ως μήκος δεσμού.
Για παράδειγμα, η απόσταση δεσμού στο μόριο χλωρίου (Cl2 ) είναι 198 pm και η μισή απόσταση αυτής (99 pm) λαμβάνεται ως η ατομική ακτίνα του χλωρίου.
Το μήκος του δεσμού σε ένα ομοιοπολικό μόριο ΑΒ μπορεί να απεικονιστεί ως
R=rA +rB (όπου, R είναι το μήκος του δεσμού και rA και rB είναι οι ομοιοπολικές ακτίνες των ατόμων Α και Β, αντίστοιχα)
Ατομική ακτίνα και τάση στον περιοδικό πίνακα
Η ατομική ακτίνα είναι η απόσταση μεταξύ του πυρήνα και του κελύφους σθένους σε ένα άτομο και μπορεί να είναι ομοιοπολική, μεταλλική ή ιοντική.
- Καθώς μετακινούμαστε από αριστερά προς τα δεξιά στον περιοδικό πίνακα, οι ατομικές ακτίνες μειώνονται και η δύναμη έλξης μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων αυξάνεται. Αυτό προκαλεί μικρά ατομικά μεγέθη.
- Ενώ, μεταβαίνοντας προς τα κάτω στην ομάδα, η ατομική ακτίνα αυξάνεται για δύο λόγους.
- Αύξηση του αριθμού των κελυφών
- Φαινόμενο θωράκισης, που προκαλεί μείωση της δύναμης έλξης
Ομοιοπολική ακτίνα και τάσεις στον περιοδικό πίνακα
Παρόμοια με την ατομική ακτίνα,
- Καθώς κινούμαστε από αριστερά προς τα δεξιά, η ομοιοπολική ακτίνα μειώνεται λόγω των μεγαλύτερων πυρηνικών φορτίων, τα οποία θα τραβήξουν τα ηλεκτρόνια κοντά στον πυρήνα.
- Η ομοιοπολική ακτίνα αυξάνεται προς τα κάτω στην ομάδα λόγω του αυξημένου αριθμού κατειλημμένων κελυφών με ηλεκτρόνια.
Νότες ομοιοπολικής ακτίνας
Η ομοιοπολική ακτίνα μετράται χρησιμοποιώντας περίθλαση ακτίνων Χ και η περιστροφική φασματοσκοπία δίνει μια πολύ πιο ακριβή τιμή του μήκους του δεσμού. Σπάνια χρησιμοποιούμε περιθλάσεις νετρονίων σε μοριακούς κρυστάλλους.
Συνήθως μετριέται σε πικόμετρο (pm) ή Angstroms (Å).
Υποθέτουμε ότι το άθροισμα των ομοιοπολικών ακτίνων μεταξύ δύο ατόμων πρέπει να ισούται με το μήκος του ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ αυτών των δύο ατόμων. Αλλά πρακτικά, δεν είναι δυνατό γιατί το ατομικό μέγεθος μπορεί να είναι διαφορετικό σε διαφορετικό περιβάλλον. Επομένως, το μήκος του ομοιοπολικού δεσμού διαφέρει επίσης. Αυτό εξηγεί το φαινόμενο της βραχύτητας των πολικών ομοιοπολικών δεσμών.
Οι ομοιοπολικές ακτίνες σε πίνακα παρασκευάζονται από χιλιάδες πειραματικά δεδομένα. Αλλά είναι μόνο είτε εξιδανικευμένες είτε μέσες τιμές.
Συμπέρασμα
Η ατομική ακτίνα είναι η απόσταση μεταξύ του πυρήνα και του κελύφους σθένους σε ένα άτομο και μπορεί να είναι ομοιοπολική, μεταλλική ή ιοντική. Η ομοιοπολική ακτίνα είναι το μισό του μήκους του απλού δεσμού μεταξύ δύο παρόμοιων ατόμων που είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένα. Η ομοιοπολική ακτίνα μετράται χρησιμοποιώντας περίθλαση ακτίνων Χ.
Υποθέτουμε ότι το άθροισμα των ομοιοπολικών ακτίνων μεταξύ δύο ατόμων πρέπει να ισούται με το μήκος του ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ αυτών των δύο ατόμων. Αλλά πρακτικά, δεν είναι δυνατό γιατί το ατομικό μέγεθος μπορεί να είναι διαφορετικό σε διαφορετικό περιβάλλον. Επομένως, τα μήκη ομοιοπολικού δεσμού διαφέρουν επίσης, διαταράσσοντας τη μέτρηση ατομικού μεγέθους.
