Ατομικές Ακτίνες

Είναι γενικά αποδεκτό ότι η συνολική απόσταση μεταξύ του πυρήνα ενός ατόμου και του εξώτατου τροχιακού ενός ηλεκτρονίου αναφέρεται ως η ατομική ακτίνα. Με απλούστερους όρους, μπορεί να οριστεί ως κάτι παρόμοιο με την ακτίνα ενός κύκλου, όπου ο πυρήνας βρίσκεται στο κέντρο του κύκλου και το εξωτερικό περίγραμμα του κύκλου αντιπροσωπεύει το εξώτατο τροχιακό του ηλεκτρονίου. Καθώς αρχίζετε να κινείστε κατά μήκος ή προς τα κάτω στον περιοδικό πίνακα, θα δείτε τάσεις που θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε πώς ποικίλλουν οι ατομικές ακτίνες.

Όταν ένα άτομο έχει ενεργό πυρηνικό φορτίο (Ζ), σημαίνει ότι το ηλεκτρόνιο σθένους αισθάνεται ένα καθαρό θετικό φορτίο στην επιφάνειά του. Μια μικρή ποσότητα θετικού φορτίου θωρακίζεται από τα ηλεκτρόνια του πυρήνα, επομένως το ηλεκτρόνιο σθένους δεν επηρεάζεται από τη συνολική ποσότητα θετικού φορτίου. Μπορείτε να λάβετε μια πιο εμπεριστατωμένη εξήγηση της θωράκισης και του αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου εδώ. Το ατομικό μέγεθος ενός ατόμου επηρεάζεται ουσιαστικά από τον παράγοντα Ζ. Ως αποτέλεσμα, καθώς η τιμή του Ζ πέφτει, η ατομική ακτίνα αυξάνεται ως αποτέλεσμα της αυξημένης διαλογής των ηλεκτρονίων μακριά από τον πυρήνα, γεγονός που μειώνει την έλξη μεταξύ του πυρήνα και του ηλεκτρονίου. Δεδομένου ότι το Z μειώνεται καθώς κινείται κανείς προς τα κάτω σε μια ομάδα και από τα δεξιά προς τα αριστερά κατά μήκος του περιοδικού πίνακα, έπεται ότι η ατομική ακτίνα θα αυξάνεται καθώς κινείται προς τα κάτω μια ομάδα και από τα δεξιά προς τα αριστερά κατά μήκος του πίνακα.

Ατομικές ακτίνες:Μια επισκόπηση

Οι ατομικές ακτίνες είναι οι διάμετροι μεμονωμένων, ηλεκτρικά ουδέτερων ατόμων που δεν επηρεάζονται από τις τοπολογίες σύνδεσης που τα συγκρατούν. Επειδή τα ηλεκτρόνια γεμίζουν εξωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων καθώς κάποιος προχωρά προς τα κάτω στον Περιοδικό Πίνακα των Στοιχείων, το μέσο ατομικό μέγεθος αυξάνεται καθώς κάποιος κινείται προς τα κάτω στον Περιοδικό Πίνακα. Από την άλλη πλευρά, καθώς προχωρά κανείς στον Περιοδικό Πίνακα από αριστερά προς τα δεξιά, η ατομική ακτίνα των ατόμων μειώνεται. Παρά το γεγονός ότι περισσότερα ηλεκτρόνια προστίθενται στα άτομα, όλα βρίσκονται σε περίπου την ίδια απόσταση από τον πυρήνα. Έτσι, το αυξανόμενο πυρηνικό φορτίο «τραβάει» τα νέφη ηλεκτρονίων προς τα μέσα, με αποτέλεσμα τη μείωση της ατομικής ακτίνας.

Ομοιοπολικές ακτίνες: Η ομοιοπολική ακτίνα είναι ένα μέτρο του μεγέθους ενός ατόμου που αποτελεί συστατικό ενός απλού ομοιοπολικού δεσμού σε ένα στοιχείο. Τα πικόμετρα (pm) ή τα άνγκστρομ (Å) είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μονάδες μέτρησης, με ένα άνγκστρομ να ισούται με 100 πικόμετρα.

Radii Van-der Waals: Η ακτίνα Van der Waals, συντομογραφία rw, ενός ατόμου είναι η ακτίνα μιας φανταστικής σκληρής σφαίρας που αντιπροσωπεύει την απόσταση μεταξύ δύο ατόμων που είναι πιο κοντά το ένα στο άλλο. Το όνομα αυτό δόθηκε προς τιμήν του Johannes Diderik van der Waals, νικητή του Βραβείου Νόμπελ Φυσικής το 1910, επειδή ήταν ο πρώτος που αναγνώρισε ότι τα άτομα ήταν κάτι περισσότερο από απλά σημεία και έδειξε τις φυσικές συνέπειες του μεγέθους τους μέσω του Van der. Εξίσωση κατάστασης Waals, η οποία πήρε το όνομά του.

Ατομικές-Ιονικές ακτίνες: Στις ιοντικές κρυσταλλικές δομές, η ιοντική ακτίνα, συντομογραφία ριόν, είναι η ακτίνα ενός μονοατομικού ιόντος, η οποία ορίζεται ως η ακτίνα του ιόντος. Το γεγονός ότι ούτε τα άτομα ούτε τα ιόντα έχουν αιχμηρά όρια δεν λαμβάνεται υπόψη και θεωρούνται σαν να ήταν σκληρές σφαίρες με ακτίνες τέτοιες που το άθροισμα των ιοντικών ακτίνων του κατιόντος και του ανιόντος δίνει την απόσταση μεταξύ των ιόντων στο ένα κρυσταλλικό πλέγμα Οι ιονικές ακτίνες εκφράζονται συνήθως είτε σε πικόμετρα (pm) είτε σε angstrom, με 1 angstrom ίσο με 100 πικόμετρα (pm).

Συμπέρασμα

Η ατομική ακτίνα ενός στερεού στοιχείου είναι το ήμισυ της απόστασης μεταξύ των πυρήνων των πανομοιότυπων γειτονικών ατόμων όταν το στοιχείο βρίσκεται στη στερεά του κατάσταση. Αντί να έχει ένα σκληρό σφαιρικό όριο, ένα άτομο μπορεί να θεωρηθεί ως ένας μικροσκοπικός, πυκνά συσκευασμένος θετικός πυρήνας που περιβάλλεται από ένα εξίσου πυκνό αλλά διάχυτα συσσωρευμένο αρνητικό νέφος ηλεκτρονίων. Λόγω των διαφορετικών τύπων χημικών δεσμών που μπορούν να σχηματιστούν μεταξύ των ατόμων, οι τιμές της ατομικής ακτίνας ποικίλλουν (μεταλλικός, ιονικός ή ομοιοπολικός δεσμός). Όπως και στην περίπτωση του χλωριούχου νατρίου, όταν τα άτομα το ένα δίπλα στο άλλο δεν είναι πανομοιότυπα, ένα μέρος της παρατηρούμενης απόστασης μεταξύ τους κατανέμεται σε έναν τύπο ατόμου και το υπόλοιπο στον άλλο τύπο ατόμου.

Είναι περισσότερο από δύο φορές μεγαλύτερη από την ιοντική ακτίνα του νατρίου που βρίσκεται στην ένωση χλωριούχο νάτριο λόγω της μεταλλικής ακτίνας των ατόμων νατρίου που συνδέονται μεταξύ τους σε ένα κομμάτι μετάλλου νατρίου. Κάθε άτομο νατρίου στο χλωριούχο νάτριο έχει χάσει ένα ηλεκτρόνιο, με αποτέλεσμα να σχηματιστεί ένα ιόν νατρίου (φορτισμένο άτομο) με θετικό φορτίο μονάδας. Κάθε άτομο χλωρίου, από την άλλη πλευρά, έχει λάβει ένα ηλεκτρόνιο, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται ένα ιόν χλωρίου με αρνητικό φορτίο μονάδας. Η ιοντική ακτίνα του χλωρίου είναι περίπου διπλάσια από την ακτίνα ενός ουδέτερου ατόμου χλωρίου, υποδεικνύοντας ότι το χλώριο είναι ισχυρό ιόν. Οι ομοιοπολικοί δεσμοί περιλαμβάνουν τον δεσμό μεταξύ ενός ζεύγους ατόμων χλωρίου σε ένα μόριο χλωρίου και τον δεσμό μεταξύ των ατόμων άνθρακα σε ένα διαμάντι, για να αναφέρουμε μερικά παραδείγματα. Για καταστάσεις όπως αυτές και άλλες παρόμοιες, η ατομική ακτίνα αναφέρεται ως ομοιοπολική ακτίνα.