Потрібна інформація про тенденції атомного радіусу? Яка тенденція щодо атомного радіуса? У цьому посібнику ми чітко пояснимо тенденції атомного радіусу та принцип їх роботи. Ми також обговоримо винятки з тенденцій і те, як ви можете використовувати цю інформацію як частину ширшого розуміння хімії.

Перш ніж ми заглибимося в тенденції атомного радіусу, давайте розглянемо деякі основні терміни. Атом — це основна одиниця хімічного елемента, такого як водень, гелій, калій тощо. Радіус — це відстань між центром об’єкта та його зовнішнім краєм.

Атомний радіус дорівнює половині відстані між ядрами двох атомів. Атомні радіуси вимірюються в пікометрах (один пікометр дорівнює одній трильйонній частині метра). Водень (H) має найменший середній атомний радіус приблизно 25 пм, а цезій (Cs) має найбільший середній радіус приблизно 260 пм.

Що таке тенденції атомного радіуса? Що їх викликає?

Існує дві основні тенденції атомного радіусу. Одна тенденція атомного радіуса виникає, коли ви рухаєтеся зліва направо по періодичній таблиці (переміщення в межах періоду), а інша тенденція виникає, коли ви рухаєтеся від вершини періодичної таблиці вниз (переміщення в межах групи). Нижче наведено періодичну таблицю зі стрілками, які показують, як змінюються атомні радіуси щоб допомогти вам зрозуміти та візуалізувати тенденцію кожного атомного радіуса. Наприкінці цього розділу є діаграма з розрахунковим емпіричним атомним радіусом для кожного елемента.

Тенденція атомного радіуса 1: атомні радіуси зменшуються зліва направо протягом періоду

Перший періодичний тренд атомного радіуса такий розмір атома зменшується, коли ви рухаєтеся зліва направо по періоду. Протягом періоду елементів кожен новий електрон додається до тієї самої оболонки. Коли додається електрон, до ядра також додається новий протон, що надає ядру сильніший позитивний заряд і більше ядерне тяжіння.

Це означає, що коли додається більше протонів, ядро ​​отримує сильніший позитивний заряд, який потім сильніше притягує електрони та притягує їх ближче до ядра атома. Електрони, які підтягуються ближче до ядра, зменшують радіус атома.

Порівнюючи вуглець (C) з атомним номером 6 і фтор (F) з атомним номером 9, ми можемо сказати, що на основі тенденцій атомних радіусів, атом вуглецю матиме більший радіус, ніж атом фтору оскільки три додаткові протони, які має фтор, притягнуть його електрони ближче до ядра та зменшать радіус фтору. І це правда; вуглець має середній атомний радіус приблизно 70 пм, а фтор – приблизно 50 пм.

Тенденція атомного радіуса 2: атомні радіуси збільшуються, коли ви рухаєтеся групою вниз

Другий періодичний тренд атомного радіуса є таким атомні радіуси збільшуються, коли ви рухаєтеся вниз у групі періодичної таблиці. Для кожної групи, яку ви переміщуєте вниз, атом отримує додаткову електронну оболонку. Кожна нова оболонка знаходиться далі від ядра атома, що збільшує атомний радіус.

Хоча ви можете подумати, що валентні електрони (ті, що знаходяться на зовнішній оболонці) будуть притягуватися до ядра, електронне екранування запобігає цьому. Електронне екранування означає зменшення тяжіння між зовнішніми електронами та ядром атома, коли атом має більше ніж одну електронну оболонку. Отже, через електронне екранування валентні електрони не наближаються до центру атома особливо близько, і оскільки вони не можуть наблизитися так близько, атом має більший радіус.

Наприклад, калій (К) має більший середній атомний радіус (220 пм), ніж натрій (Na) (180 пм). Атом калію має додаткову електронну оболонку порівняно з атомом натрію, що означає, що його валентні електрони знаходяться далі від ядра, що дає калію більший атомний радіус.

Емпіричні атомні радіуси

Джерело: Webelements

3 Винятки з тенденцій атомного радіусу

Дві тенденції атомних радіусів, які ми обговорювали вище, справедливі для більшості елементів періодичної таблиці. Однак із цих тенденцій є кілька винятків.

Винятком є ​​благородні гази. Шість благородних газів у групі 18 періодичної системи: гелій (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe) і радон (Rn). Благородні гази є винятком, оскільки вони зв’язуються інакше, ніж інші атоми, і атоми благородного газу не наближаються так близько один до одного, коли з’єднуються. Оскільки атомний радіус дорівнює половині відстані між ядрами два атомів, те, наскільки близько ці атоми один до одного, впливає на атомний радіус.

Кожен із благородних газів має свою зовнішню електронну оболонку повністю заповнену, що означає численні атоми благородного газу утримуються разом силами Ван-дер-Ваальса, а не зв'язками. Сили Ван-дер-Ваальса не такі сильні, як ковалентні зв’язки, тому два атоми, з’єднані силами Ван-дер-Ваальса, не наближаються так близько один до одного, як два атоми, з’єднані ковалентним зв’язком. Це означає, що радіуси благородних газів були б переоцінені, якби ми спробували знайти їхні емпіричні радіуси, тому жоден із благородних газів не має емпіричного радіуса і, таким чином, не відповідає тенденціям атомного радіусу.

Нижче наведено дуже спрощену схему чотирьох атомів, усі приблизно однакового розміру. Два верхні атоми з’єднані ковалентним зв’язком, що спричиняє деяке перекриття між атомами. Два нижні атоми є атомами благородного газу, і вони з’єднані силами Ван-дер-Ваальса, які не дозволяють атомам наближатися один до одного. Червоні стрілки позначають відстань між ядрами. Половина цієї відстані дорівнює радіусу атома. Як ви можете бачити, хоча всі чотири атоми мають приблизно однаковий розмір, радіус благородного газу набагато більший, ніж радіус інших атомів. Порівняння двох радіусів змусить атоми благородного газу виглядати більшими, хоча це не так. Включення радіусів благородного газу дало б людям неточне уявлення про те, наскільки великі атоми благородного газу. Оскільки атоми благородного газу зв’язуються по-різному, їх радіуси не можна порівняти з радіусами інших атомів, тому вони не дотримуються тенденцій атомних радіусів.

Інші винятки включають ряди лантаноїдів і ряди актиноїдів у нижній частині періодичної таблиці. Ці групи елементів відрізняються від більшої частини решти періодичної таблиці та не дотримуються багатьох тенденцій, ніж інші елементи. Жодна серія не має чіткої тенденції атомного радіусу.

Як ви можете використовувати цю інформацію?

Хоча вам, ймовірно, не знадобиться знати атомний радіус різних елементів у вашому повсякденному житті, ця інформація може бути корисною, якщо ви вивчаєте хімію чи іншу суміжну галузь. Коли ви зрозумієте кожну ключову тенденцію періоду атомного радіуса, стане легше зрозуміти іншу інформацію про елементи.

Наприклад, ви можете пам’ятати, що благородні гази є винятком із тенденцій атомного радіуса, оскільки вони мають повну зовнішню електронну оболонку. Ці зовнішні електронні оболонки також роблять благородні гази інертними та стабільними. Ця стабільність може бути корисною. Наприклад, повітряні кулі, як правило, наповнюють гелієм, а не воднем, оскільки гелій набагато стабільніший, а тому менш горючий і безпечніший у використанні.

Ви також можете використовувати атомні радіуси, щоб оцінити, наскільки різні елементи будуть реактивними. Атоми з меншим радіусом більш реакційноздатні, ніж атоми з більшим радіусом. Найменші середні радіуси в періодичній системі мають галогени (17 групи). Фтор має найменший атомний радіус серед галогенів (що має сенс, виходячи з тенденцій), і це робить його високоактивним. Просто додавання фтору у воду призведе до виникнення полум’я, оскільки фтор перетворюється на газ.

Резюме: Періодичні тренди Атомний радіус

Існує дві основні тенденції атомного радіусу. Перша періодична тенденція атомного радіуса полягає в тому, що атомні радіуси збільшуються, коли ви рухаєтеся вниз у групі. Це відбувається завдяки електронному екрануванню. Коли додається додаткова оболонка, ці нові електрони знаходяться далі від ядра атома, що збільшує атомний радіус. Друга періодична тенденція атомного радіуса полягає в тому, що розмір атома зменшується, рухаючись зліва направо впродовж періоду тому що сильніший позитивний заряд атома через наявність більшої кількості протонів сильніше притягує електрони та притягує їх ближче до ядра, зменшуючи розмір атома.

З цих тенденцій є кілька винятків, зокрема благородні гази, які не утворюють зв’язків, як більшість інших атомів, а також серії лантаноїдів і актиноїдів. Ви можете використовувати цю інформацію, щоб краще зрозуміти періодичну таблицю, зв’язок між атомами та чому певні елементи реакційноздатніші, ніж інші.

Що далі?

Хочете освіжити знання про молекулярну хімію?огляд різні види гідратів , як працює електронегативність , а також використання (та обмеження) атомної моделі Бора .

видалити останній коміт git

Проходите курс хімії та потребуєте допомоги?У нас є навчальні посібники для AP Chem і IB Chemistry, а також загальний огляд Regents Chemistry для учнів середньої школи Нью-Йорка.

Занурюєтеся в дивовижний світ біохімії?Дізнайтеся про шість типів ферментів і хімічний склад нуклеотидів.