Dimensiunile particulelor determină adesea tipul de structură cristalină și sunt importante pentru înțelegerea apariției multor reacții chimice. Mărimea atomilor, ionilor și moleculelor este determinată de electronii de valență. Baza pentru înțelegerea acestei probleme - modelele de modificări ale razelor orbitale - sunt prezentate în subsecțiune. 2.4. Un atom nu are granițe și dimensiunea lui este o valoare relativă. Cu toate acestea, este posibil să se caracterizeze dimensiunea unui atom liber prin raza sa orbitală. Dar de interes practic sunt de obicei atomii și ionii din compoziția unei substanțe (într-o moleculă, polimer, lichid sau solid), și nu cei liberi. Deoarece stările unui atom liber și legat diferă semnificativ (și, mai presus de toate, energia lor), dimensiunile trebuie să difere și ele.

Pentru atomii legați, puteți introduce și cantități care caracterizează dimensiunea acestora. Deși norii de electroni de atomi legați pot diferi semnificativ de cei sferici, dimensiunile atomilor sunt de obicei caracterizate prin efectiv (aparent) razele .

Dimensiunile atomilor aceluiași element depind în mod semnificativ de compoziția compusului chimic și de ce tip de legătură are atomul. De exemplu, pentru hidrogen, jumătate din distanța interatomică în molecula de H 2 este 0,74/2 = 0,37 Å, iar în hidrogenul metalic valoarea razei este de 0,46 Å. Prin urmare, ele evidențiază razele covalente, ionice, metalice și van der Waals . De regulă, în conceptele de raze efective, distanțele interatomice (mai precis, distanțele internucleare) sunt considerate suma razelor a doi atomi vecini, luând atomii ca fiind sfere incompresibile. În prezența unor date experimentale fiabile și precise despre distanțe interatomice (și astfel de date au fost disponibile de mult timp atât pentru molecule, cât și pentru cristale cu o precizie de miimi de angstrom), rămâne o problemă pentru a determina raza fiecărui atom - cum pentru a distribui distanța interatomică dintre doi atomi . Este clar că această problemă poate fi rezolvată fără ambiguitate doar prin introducerea unor date sau ipoteze independente suplimentare.

Sfârșitul lucrării -

Acest subiect aparține secțiunii:

Proprietățile unei legături chimice

Pe site citiți: „proprietăți ale legăturilor chimice”.

Dacă aveți nevoie de material suplimentar pe această temă, sau nu ați găsit ceea ce căutați, vă recomandăm să utilizați căutarea în baza noastră de date de lucrări:

Ce vom face cu materialul primit:

Dacă acest material ți-a fost util, îl poți salva pe pagina ta de pe rețelele sociale:

Tweet

Toate subiectele din această secțiune:

Raze covalente
Cea mai evidentă situație este cu razele covalente pentru atomii care formează molecule biatomice nepolare. În astfel de cazuri, raza covalentă este exact jumătate din distanța interatomică

Raze ionice
Întrucât sub n. u. Este dificil de observat molecule cu legături ionice și, în același timp, se cunosc un număr mare de compuși care formează cristale ionice, apoi când vine vorba de razele ionice,

Raze metalice
Determinarea razelor de metal în sine nu este o problemă - este suficient să măsurați distanța internucleară în metalul corespunzător și să vă împărțiți la jumătate. În tabel 20 sunt niște metanfetamina

razele Vander Waals
Razele Van der Waals pot fi determinate prin măsurarea distanțelor dintre atomi dintr-un cristal atunci când nu există nicio legătură chimică între ei. Cu alte cuvinte, atomii aparțin unor molecule diferite

Întrebări de autotest
1. Ce sunt razele orbitale și efective? 2. Care este diferența dintre raza unei pelete și a unui atom sau ion? 3. În ce cazuri raza covalentă este egală cu jumătate din lungime?

Sarcini atomice eficiente
Când se formează o legătură chimică, are loc o redistribuire a densității electronilor, iar în cazul unei legături polare, atomii devin încărcați electric. Aceste taxe se numesc efective. Ei sunt hara

Sarcini eficiente în unele cristale ionice
Substanță CsF CsCl NaF NaCl LiF LiCl LiI DEO 3,3

Sarcinile eficiente ale atomilor din oxizi (conform lui N. S. Akhmetov)
Oxid Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO

Întrebări de autotest
1. Care este sarcina efectivă a unui atom? 2. Sarcina efectivă poate depăși (în valoare absolută) starea de oxidare a unui atom? 3. Care este gradul de ionicitate al unei legături? 4. K

Valenţă
În general, valența caracterizează capacitatea atomilor unui element de a forma compuși care conțin o anumită compoziție (anumite rapoarte ale cantităților diferitelor elemente din compus). Adesea în

Întrebări de autotest
1. Definiţi conceptele: grad de oxidare; covalență; număr de coordonare; număr steric. 2. Determinați covalența, starea de oxidare și CN pentru: H2S; H

Energia de comunicare
Cantitatea de energie este cea mai importantă caracteristică a unei legături, determinând rezistența substanțelor la căldură, lumină, stres mecanic și reacții cu alte substanțe[†]. Există diverse metode

Energiile de legare ale moleculelor diatomice într-un gaz (N. N. Pavlov)
Molecula H2 Li2 Na2 K2 F2 Cl2

Întrebări de autotest
1. Preziceți modificarea energiei legăturii C–N în seriile Н3СNН2, Н2СНН, НННН. 2. Preziceți modificarea energiei de legare în seriile O2, S2, Se2

Legături chimice și tabelul periodic al elementelor
Să luăm în considerare regularitățile structurii și proprietăților unor substanțe simple și ale celor mai simpli compuși, determinate de structura electronică a atomilor lor. Atomii de gaz nobil (grupa VIIIA) sunt complet

Modificări ale distanțelor interatomice pentru substanțele simple din grupa VIA
Substanță Distanța dintre atomi, Å în interiorul moleculelor dintre molecule diferența S

Adiţional
3. Chimie generală / ed. E. M. Sokolovskaya. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1989. 4. Ugai Ya. O. Chimie generală. M.: Mai sus. scoala, 1984. 5. La fel. Chimie generală și anorganică. M..

Chiar înainte ca proprietățile atomilor multielectroni să fie calculate destul de precis prin metodele mecanicii cuantice, informații despre structura lor au fost obținute prin studiul experimental al compușilor chimici, în primul rând al celor cristalini. Cu toate acestea, nu a avut loc o coincidență completă a proprietăților atomilor liberi și ale atomilor dintr-un cristal și nu poate fi cerută. Dimpotrivă, atunci când un atom trece de la o stare liberă la o stare legată, toate proprietățile sale se schimbă în mod natural. Să luăm în considerare motivele pentru care apare o astfel de diferență naturală, precum și proprietățile atomilor care sunt descoperite la studierea unui cristal. Comparația lor cu cele originale, luate ca un anumit nivel de comparație, oferă o mulțime de informații semnificative despre natura legăturii chimice și proprietățile cristalului.

2. RADIZIILE EFICIENTE ALE ATOMILOR ȘI IONILOR

A. Raze atomice

După descoperirea lui M. Laue (1912), în următorii câțiva ani, zeci de cristale, în principal minerale și metale, au fost supuse analizei de difracție cu raze X. Având aproximativ o sută de valori ale distanțelor interatomice, V. L. Bragg a putut determina dimensiunile atomilor individuali dintr-un cristal deja în 1920. Metoda de determinare a razelor atomilor în substanțe simple, de exemplu în metale, este foarte simplă: trebuie să împărțiți cea mai scurtă distanță interatomică la jumătate. Bragg a extins această metodă la alte cazuri, estimând că raza atomului de sulf este jumătate din distanța interatomică S-S în pirita FeS2 (rs = 2,05/2 = 1,02 Å). Apoi a fost posibil să se calculeze „de-a lungul lanțului” razele altor atomi (Zn din ZnS, O din ZnO etc.). În total, Bragg a determinat mărimile a aproximativ 40 de atomi în acest fel, ceea ce a oferit baza pentru o serie de comparații. Astfel, s-a dovedit că în sistemul Bragg dimensiunile atomilor electronegativi (r p = 0,67; r o = 0,65; r Cl =1,05; r s =l,02 Å) sunt semnificativ mai mici în comparație cu dimensiunile elementelor electropozitive (r Na = 1,77, r Mg = 1,42, r Sr = 1,95 Å etc.). Acest lucru a intrat în conflict cu modelul ionic Kossel, conform căruia electronii sunt detașați din cation și transferați la anion, făcându-l mai mare. Astfel, într-un cristal Na+ F- format din doi ioni asemănătoare neonului, ionul Na+ cu o sarcină nucleară de +11 ar trebui să

să fie mai mic decât ionul F- cu sarcină nucleară + 9. Prin urmare, utilizarea sistemului cu rază Bragg ca unul universal a trebuit să fie abandonată mult timp.

Această idee a fost abordată mulți ani mai târziu, când a devenit clar că mecanismul de formare a legăturilor chimice este același și în toate cazurile corespunde principiul suprapunerii maxime densitățile de electroni ale învelișurilor de valență Slater-Pauling. Aceasta înseamnă că ne putem aștepta ca razele atomice să fie apropiate de razele orbitale ale atomilor r0, care măsoară cu precizie distanța de la nucleu la densitatea maximă de electroni a învelișului de valență. Într-adevăr, raza Bragg a atomului de Na 1,77 Å este aproape de raza sa orbitală (1,71 Å), raza Al 1,35 Å este aproape egală cu cea orbitală (1,31 Å), raza S este puțin mai mare decât cea orbitală ( 1,02 și respectiv 0,81 Å). Folosind rezultatele calculelor teoretice ale lui r 0, care au fost finalizate până în 1964, precum și distanțele interatomice măsurate pentru 1200 de cristale de diferite tipuri, J. Slater și-a construit sistemul său de raze atomice. S-au dovedit a fi foarte aproape de razele Bragg (deviația medie este de numai 0,03 Å).

Conform semnificației fizice a derivării lor, razele atomice ar trebui utilizate în primul rând în cazurile în care atomii sunt legați între ei printr-o legătură covalentă sau metalică.

B. Raze ionice. Derivarea principalelor taxonomii ale razelor ionice

Distribuția densității electronilor în cristale esențial ionice este, fără îndoială, diferită de cea a cristalelor covalente sau metalice, și anume, se caracterizează printr-o schimbare a densității de suprapunere la un atom mai electronegativ, precum și prin prezența unei densități minime de electroni de-a lungul legăturii. linia. Este logic să considerăm acest minim ca regiune de contact dintre ionii individuali și să încercăm să determinați razele acestora ca distanța de la nucleu la minimul specificat.

Rezultatul obișnuit al analizei de difracție cu raze X este coordonatele atomilor din cristal, adică datele despre distanțe interatomice, care trebuie apoi împărțite cumva în fracții de ioni individuali. Din aceste date experimentale se pot obține doar informații despre diferențele de dimensiuni ale atomilor sau ionilor și gradul de constanță a acestora într-un anumit grup de compuși. Excepție fac compușii homoatomici, adică cristalele de substanțe simple, pentru care problema determinării razei atomice este rezolvată simplu (vezi secțiunea anterioară). Si in

În cazul general, având doar suma datelor experimentale despre distanțe interatomice, este imposibil de găsit o modalitate de a le împărți în contribuțiile ionilor individuali - raze ionice. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți cel puțin raza unui ion sau raportul dintre razele ionilor din cel puțin un cristal. Prin urmare, în anii 20, când a devenit clar că sistemul cu raze Bragg nu satisface cerințele evidente ale modelului ionic, au apărut criterii pentru o astfel de împărțire, folosind unele ipoteze teoretice sau semiempirice.

Primul în timp a fost criteriul propus de A. Lande (1920). El a sugerat că în cristalele cu anioni mari și cationi mici ar trebui să existe un contact direct între cei dintâi, adică cationii par să înceapă să „legănească” ușor în golul mare dintre anioni. Această ipoteză este într-adevăr confirmată de o comparație a distanțelor interatomice (Å), de exemplu, în următoarele perechi de compuși Mg și Mn cu o structură de tip NaCl: MgO 2,10; MnO 2,24; ∆ = 0,14; MgS 2,60; MnS 2,61; ∆ = 0,01; MgSe 2,73; MnSe 2,73; ∆ = 0,00. Din valorile lui ∆ rezultă că și pentru sulfuri, și cu atât mai mult pentru selenide de Mg și Mn, distanțele interatomice sunt aproape aceleași. Aceasta înseamnă că dimensiunea cationilor încetează să afecteze perioada celulară, care este controlată doar de distanța anion-anion egală cu R2. De aici este ușor să calculăm raza anionului ca jumătate din această distanță: în exemplul nostru, r (S2- ) = l,83 Å, r (Se2- ) = 1,93 Å. Aceste valori sunt destul de suficiente pentru a deriva în continuare un sistem complet de raze ionice dintr-un anumit set de distanțe interatomice.

În 1926, V. M. Goldshmidt a folosit în aceste scopuri datele omului de știință finlandez Vasasherna, care a împărțit distanțele interatomice observate în cristale proporțional cu raportul de refracție al configurației electronice a ionilor. Vazasherna a descoperit că raza lui O2- este de 1,32 Å, iar raza lui F- este de 1,33 Å. Pentru Goldschmidt, aceste date au fost suficiente pentru a obține un sistem complet de raze ionice, care a fost ulterior completat și rafinat de mai multe ori. Cel mai rezonabil și detaliat sistem este R. Shannon și C. Pruitt (1970) (Anexa 1-9).

Aproape simultan cu Goldschmidt și independent de el, L. Pauling (1927) a dezvoltat o abordare diferită pentru estimarea razelor ionice. El a sugerat că în cristale precum Na+ F-, K+ Cl-, Rb+ Br-, Cs+ I-, constând din ioni izoelectronici similari aceluiași gaz inert (Ne, Ar, Xe și respectiv Kr), razele

cationul și anionul trebuie să fie invers proporționale cu sarcinile nucleare efective care acționează asupra învelișurilor electronilor exterioare.

Orez. 48. Dependența periodică a razelor atomice (1) și ionice (2) de numărul atomic al elementului Z.

Acordul strâns al tuturor sistemelor principale de raze ionice bazat pe criteriile independente ale lui Goldschmidt, Pauling și Lande s-a dovedit a fi remarcabil. La sfârșitul secolului trecut, în 1987, Pauling a amintit că, de exemplu, în 1920 Lande a găsit o valoare a razei de 2,14 Å pentru ionul I, trei ani mai târziu Vazasherna a determinat valoarea acestei raze ca 2,19 Å și chiar după patru ani mai târziu, el însuși a găsit o valoare intermediară de 2,16 Å pentru el. Această coincidență nu putea să nu facă o mare impresie asupra contemporanilor și generațiilor ulterioare de oameni de știință, drept urmare, de-a lungul timpului, a apărut ideea că conceptul de „rază ionică” reflectă o oarecare realitate obiectivă. Afirmația lui A.E. Fersman rămâne totuși adevărată: „...indiferent de cât de considerată semnificația fizică a razelor ionice... ele au o semnificație practică enormă ca cantități care pot fi operate ușor și simplu atât în ​​chimia cristalină, cât și în geochimie”. Într-adevăr, având un set de cantități de ordinul sutelor - numărul de elemente chimice - se pot prezice aproximativ multe mii de distanțe interatomice, diferențele sau rapoartele acestora. Pentru

În chimia cristalină, această împrejurare facilitează radical analiza datelor experimentale și oferă posibilitatea de a condensa informații enorme.

În fig. Figura 48 arată dependența periodică a razelor atomice și ionice (CN = 6) de numărul atomic al elementului. Una dintre cele mai caracteristice trăsături ale acestei dependențe este scăderea dimensiunii cationilor de la începutul până la sfârșitul fiecărei perioade. Scăderea abruptă a dimensiunilor ionilor de la low-valent (metale alcaline) la foarte încărcate (N5+, Cr6+ etc.) este perturbată doar în familiile de metale tranziționale, unde scăderea razelor este mai lentă. Scăderea treptată pe termen lung a razelor ionilor lantanide TR3+ a fost numită de compresia lantanidelor V. M. Goldshmidt: razele lantanidelor grele (Lu3+) sunt cu aproape 0,2 Å mai mici decât razele celor ușoare (La3+). Mărimea ionului Y3+ se dovedește a fi identică cu raza Ho3+, adică, în proprietățile geometrice, este mai aproape de TR grea, care, prin urmare, este uneori numită grupa „itriu”, spre deosebire de lantanidele mai ușoare ale grupului „ceriu”. .

Semnificația principală a compresiei lantanidelor este aceea că elementele din perioada VI par a fi foarte apropiate ca dimensiune de omologii lor din grupul din perioada V. Astfel, Hf4+ este cu 0,02 Å mai mic decât Zr4+, W6+ este cu 0,01 Å mai mare decât Mo6+, Ta5+ și Nb5+ au aproape aceeași dimensiune. Acest efect aduce, de asemenea, dimensiunile platinoidelor grele (Os, Ir, Pt) mai aproape de cele mai ușoare (Ru, Rh, Pd), Au și Ag etc. Joacă un rol important în izomorfismul acestor elemente.

Privind cu atenție Fig. 48, cititorul poate observa cu ușurință că, în majoritatea cazurilor, cursul curbei razei ionice pare să repete un curs similar al curbei razei atomice, prima deplasându-se în jos în raport cu cea din urmă. Într-adevăr, după J. Slater (1964), deși razele atomice și ionice măsoară lucruri complet diferite, nu există nicio contradicție între ele. Spunând „diverse lucruri”, el a vrut să spună că razele atomice sunt distanțele de la nucleu până la suprapunerea maximă a densităților de electroni a celor mai apropiati vecini și razele ionice, dimpotrivă, la minimul de densitate de electroni de-a lungul liniei de legătură. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, ambele serii de raze sunt potrivite pentru determinarea aproximativă a distanțelor interatomice în cristale de diferite tipuri, deoarece razele atomilor electropozitivi sunt cu aproximativ 0,85 ± 0,10 Å mai mari decât razele ionice ale cationilor corespunzători, în timp ce razele electronegative. atomii sunt cu aceeași cantitate mai mici decât razele lor ionice: r at. – r pisica. ≈ r an. – r la. ≈ 0,85 Å. Prin urmare, este clar că suma razelor atomice și ionice pentru

pentru fiecare pereche dată de elemente ar trebui să fie aproape la fel. De exemplu, suma razelor ionice ale lui Na+ și Cl- este 1,02+1,81 = 2,83 Å, iar suma razelor atomice ale lui Na

şi CI: 1,80+1,00 = 2,80 Å.

Pentru a utiliza corect sistemul cu rază ionică, trebuie să vă amintiți următoarele reguli de bază.

În primul rând, așa cum sa menționat cu mult timp în urmă, raza ionului depinde de numărul de coordonare: cu cât este mai mare numărul de coordonare, cu atât mai mare este raza ionului. Dacă tabelele oferă raze standard de ioni pentru CN = 6, atunci pentru alte CN ar trebui introduse corecții aproximative: creșteți raza cu câteva procente pentru CN > 6 și micșorați-o cu câteva procente pentru CN< 6.

Raza unui ion depinde foarte mult de sarcina acestuia. Pentru un cation, pe măsură ce încărcătura crește, aceasta scade semnificativ. Deci, pentru Mn2+ este egal cu 0,97 (CN = 6), pentru Mn4+ - 0,68 (CN = 6),

pentru Mn6+ - 0,41 (CN = 4) și Mn7+ - 0,40 Å (CN = 4).

În apendicele 1-9, sunt indicate două serii de valori ale razelor ionice pentru ionii metalelor tranziționale - în stări cu spin mare (hs) și cu spin scăzut (ns). În fig. 49, a și 49, b arată razele empirice ale elementelor 3d di- și trivalente pentru coordonarea octaedrică în stări de spin scăzut (curba inferioară) și spin mare (curba superioară).

Orez. 49. Raze ionice efective ale elementelor de tranziție ale perioadei IV: a - divalent, b - trivalent, q - număr de d-electroni. Cercurile goale se referă la starea de spin mare a ionului

Se poate observa că minimele din curbele inferioare apar pe Fe2+ și, respectiv, Co3+, adică pe ionii cu șase d electroni, care în starea de spin scăzut sunt toți localizați în orbitalii inferiori. Pe de altă parte, maximele din curbele superioare apar pe Mn2+ și Fe3+, adică ionii cu cinci d electroni, care

Proprietățile periodice ale elementelor

Periodicitatea se exprimă în structura învelișului electronic al atomilor, prin urmare, proprietățile care depind de starea electronilor sunt în bună concordanță cu legea periodică: razele atomice și ionice, energia de ionizare, afinitatea electronilor, electronegativitatea și valența elementelor. Dar compoziția și proprietățile substanțelor și compușilor simpli depind de structura electronică a atomilor, prin urmare periodicitatea este observată în multe proprietăți ale substanțelor și compușilor simpli: temperatura și căldura de topire și fierbere, lungimea și energia legăturilor chimice, potențialul electrodului, standardul. entalpiile de formare și entropiile de substanțe etc. d. Legea periodică acoperă mai mult de 20 de proprietăți ale atomilor, elementelor, substanțelor simple și compușilor.

Conform mecanicii cuantice, un electron poate fi situat în orice punct din jurul nucleului unui atom, atât aproape de acesta, cât și la o distanță considerabilă. Prin urmare, granițele atomilor sunt vagi și nedefinite. În același timp, în mecanica cuantică se calculează probabilitatea distribuției electronilor în jurul nucleului și poziția densității maxime de electroni pentru fiecare orbital.

Raza orbitală a unui atom (ion)este distanța de la nucleu la densitatea maximă de electroni a celui mai îndepărtat orbital exterior al acestui atom (ion).

Razele orbitale (valorile lor sunt date în cartea de referință) scad pe perioade, deoarece O creștere a numărului de electroni în atomi (ioni) nu este însoțită de apariția de noi straturi electronice. Învelișul de electroni a unui atom sau ion al fiecărui element ulterior într-o perioadă devine mai densă față de cel precedent datorită creșterii sarcinii nucleului și creșterii atracției electronilor către nucleu.

Razele orbitale în grupuri cresc deoarece atomul (ionul) fiecărui element diferă de cel superior prin apariția unui nou strat de electroni.

Modificarea razelor atomice orbitale pentru cinci perioade este prezentată în Fig. 13, din care reiese clar că dependența are o formă de „dinți de ferăstrău” caracteristică legii periodice.

Orez. 13. Dependența razei orbitale

din numărul atomic al elementelor primei – a cincea perioade.

Dar în timpul perioadelor, scăderea dimensiunii atomilor și ionilor nu are loc în mod monoton: mici „explozii” și „scăderi” sunt observate în elementele individuale. De regulă, „golurile” conțin elemente a căror configurație electronică corespunde unei stări de stabilitate crescută: de exemplu, în a treia perioadă este magneziu (3s 2), în a patra perioadă este mangan (4s 2 3d 5) și zinc (4s 2 3d 10) etc.

Notă. Calculele razelor orbitale au fost efectuate de la mijlocul anilor șaptezeci ai secolului trecut datorită dezvoltării tehnologiei de calcul electronice. Folosit anterior efectiv razele atomilor și ionilor, care sunt determinate din datele experimentale privind distanțele internucleare în molecule și cristale. Se presupune că atomii sunt bile incompresibile care își ating suprafețele în compuși. Se numesc razele efective determinate în molecule covalente covalent razele, în cristale metalice – metal razele, în compuși cu legături ionice – ionic razele. Razele efective diferă de razele orbitale, dar modificarea lor cu numărul atomic este de asemenea periodică.

RAZA ATOMICĂ EFECTIVĂ - vezi Raza este atomică.

Dicţionar geologic: în 2 volume. - M.: Nedra. Editat de K. N. Paffengoltz et al.. 1978 .

Vedeți ce înseamnă „RAZA ATOMICĂ EFECTIVĂ” în alte dicționare:

O valoare în Å care caracterizează dimensiunea atomilor. De obicei, acest concept a fost înțeles ca radiație eficientă, calculată ca jumătate din distanța interatomică (internucleară) în compușii homoatomi, adică în metale și nemetale. Pentru că singur și... Enciclopedie geologică

Platină- (Platină) Metalul de platină, proprietățile chimice și fizice ale platinei Metalul de platină, proprietățile chimice și fizice ale platinei, producția și utilizarea platinei Cuprins Cuprins Secțiunea 1. Originea denumirii de platină. Secțiunea 2. Reglementări în... ... Enciclopedia investitorilor

Caracteristici care permit o evaluare aproximativă a distanțelor interatomice (internucleare) în molecule și cristale. Razele atomice sunt de ordinul a 0,1 nm. Determinat în principal din datele de analiză structurală cu raze X. * * * ATOMIC… … Dicţionar enciclopedic

Metal- (Metal) Definiția metalului, proprietățile fizice și chimice ale metalelor Definiția metalului, proprietățile fizice și chimice ale metalelor, aplicarea metalelor Cuprins Cuprins Definiție Apariția în natură Proprietăți Proprietăți caracteristice... ... Enciclopedia investitorilor

94 Neptunium ← Plutoniu → Americiu Sm Pu ... Wikipedia

Solicitarea pentru „Litiu” este redirecționată aici; vezi și alte sensuri. Acest articol este despre elementul chimic. Pentru uz medical, vezi Preparate cu litiu. 3 Heliu ← Litiu ... Wikipedia

55 Xenon ← Cesiu → Bariu ... Wikipedia

Studiile structurii în VA se bazează pe studiul distribuției unghiulare a intensității de împrăștiere a radiației X (inclusiv radiația sincrotron), fluxul de electroni sau neutroni și radiația Mössbauer g studiată în VA. Resp. distinge... Enciclopedie chimică

Raza efectivă a unui atom sau ion este înțeleasă ca raza sferei sale de acțiune, iar atomul (ionul) este considerat o bilă incompresibilă. Folosind modelul planetar al unui atom, acesta este reprezentat ca un nucleu în jurul căruia orbitează electronii. Secvența elementelor din Tabelul periodic al lui Mendeleev corespunde secvenței de umplere a învelișurilor de electroni. Raza efectivă a ionului depinde de umplerea învelișurilor de electroni, dar nu este egală cu raza orbitei exterioare. Pentru a determina raza efectivă, atomii (ionii) din structura cristalină sunt reprezentați ca bile rigide care se ating, astfel încât distanța dintre centrele lor să fie egală cu suma razelor. Razele atomice și ionice sunt determinate experimental din măsurătorile cu raze X ale distanțelor interatomice și calculate teoretic pe baza conceptelor mecanicii cuantice.

Dimensiunile razelor ionice respectă următoarele legi:

1. În cadrul unui rând vertical al tabelului periodic, razele ionilor cu aceeași sarcină cresc odată cu creșterea numărului atomic, deoarece numărul de învelișuri de electroni și, prin urmare, dimensiunea atomului, crește.

2. Pentru același element, raza ionică crește cu creșterea sarcinii negative și scade cu creșterea sarcinii pozitive. Raza anionului este mai mare decât raza cationului, deoarece anionul are un exces de electroni, iar cationul are o deficiență. De exemplu, pentru Fe, Fe 2+, Fe 3+ raza efectivă este 0,126, 0,080 și respectiv 0,067 nm, pentru Si 4-, Si, Si 4+ raza efectivă este 0,198, 0,118 și 0,040 nm.

3. Mărimile atomilor și ionilor urmează periodicitatea sistemului Mendeleev; fac excepție elementele de la nr. 57 (lantan) până la nr. 71 (lutețiu), unde razele atomilor nu cresc, ci descresc uniform (așa-numita contracție lantanidă), și elementele de la nr. 89 (actiniu) încolo. (așa-numita contracție actinidică).

Raza atomică a unui element chimic depinde de numărul de coordonare. O creștere a numărului de coordonare este întotdeauna însoțită de o creștere a distanțelor interatomice. În acest caz, diferența relativă a valorilor razelor atomice corespunzătoare a două numere de coordonare diferite nu depinde de tipul de legătură chimică (cu condiția ca tipul de legătură în structurile cu numerele de coordonare comparate să fie același). O modificare a razelor atomice cu o modificare a numărului de coordonare afectează semnificativ amploarea modificărilor volumetrice în timpul transformărilor polimorfe. De exemplu, la răcirea fierului, transformarea sa dintr-o modificare cu o rețea cubică centrată pe față la o modificare cu o rețea cubică centrată pe corp, care are loc la 906 o C, ar trebui să fie însoțită de o creștere a volumului cu 9%, in realitate cresterea in volum este de 0,8%. Acest lucru se datorează faptului că, din cauza unei modificări a numărului de coordonare de la 12 la 8, raza atomică a fierului scade cu 3%. Adică, modificările razelor atomice în timpul transformărilor polimorfe compensează în mare măsură acele modificări volumetrice care ar fi trebuit să aibă loc dacă raza atomică nu s-ar fi schimbat. Razele atomice ale elementelor pot fi comparate numai dacă au același număr de coordonare.

Razele atomice (ionice) depind și de tipul de legătură chimică.

În cristalele legate de metal, raza atomică este definită ca jumătate din distanța interatomică dintre atomii adiacenți. În cazul soluțiilor solide, razele atomice metalice se modifică într-un mod complex.

Razele covalente ale elementelor cu o legătură covalentă sunt înțelese ca jumătate din distanța interatomică dintre cei mai apropiați atomi legați printr-o singură legătură covalentă. O caracteristică a razelor covalente este constanța lor în diferite structuri covalente cu aceleași numere de coordonare. Astfel, distanțele în legăturile simple C-C în diamant și hidrocarburi saturate sunt aceleași și egale cu 0,154 nm.

Razele ionice în substanțele cu legături ionice nu pot fi determinate ca jumătate din suma distanțelor dintre ionii din apropiere. De regulă, dimensiunile cationilor și anionilor diferă brusc. În plus, simetria ionilor diferă de cea sferică. Există mai multe abordări pentru estimarea razelor ionice. Pe baza acestor abordări, se estimează razele ionice ale elementelor, iar apoi se determină razele ionice ale altor elemente din distanțele interatomice determinate experimental.

Razele Van der Waals determină dimensiunile efective ale atomilor de gaz nobil. În plus, razele atomice van der Waals sunt considerate a fi jumătate din distanța internucleară dintre cei mai apropiați atomi identici care nu sunt legați între ei printr-o legătură chimică, de exemplu. aparținând unor molecule diferite (de exemplu, în cristale moleculare).

Când se utilizează razele atomice (ionice) în calcule și construcții, valorile acestora trebuie luate din tabele construite conform unui singur sistem.