Ατομική ακτίνα
Το άτομο δεν έχει σκληρό εξωτερικό όριο: η πυκνότητα ηλεκτρονίων μειώνεται βαθμιαία. Γι’ αυτό η «ατομική ακτίνα» είναι λειτουργική ποσότητα που εξαρτάται από το πώς μετριέται — ομοιοπολική, μεταλλικό, van der Waals ή εμπειρική ακτίνα. Οι περιοδικές τάσεις έχουν νόημα μόνο όταν συγκρίνουμε συμβατούς ορισμούς.
Γιατί δεν υπάρχει μοναδική ακτίνα
Κβαντικά τροχιακά εκτείνονται θεωρητικά ως ουρές σε μεγάλη απόσταση. Δεν υπάρχει επιφάνεια όπου η πιθανότητα ηλεκτρονίων γίνεται ξαφνικά μηδέν.
Έτσι οι ακτίνες προκύπτουν από διατομικές αποστάσεις ή συγκεκριμένα υπολογιστικούς ορισμούς.
Ομοιοπολική ακτίνα
Η ομοιοπολική ακτίνα προσεγγίζεται ως μισή διαπυρηνική απόσταση μεταξύ δύο όμοιων συνδεδεμένα άτομα σε κατάλληλο μόριο ή στερεά.
Ανύπαντρος, διπλό και τριπλά ομόλογα μπορούν να δώσουν διαφορετικές χαρακτηριστικές αποστάσεις, γι’ αυτό βάσεις δεδομένων μπορεί να διαφέρουν.
Μεταλλικό και ακτίνες van der Waals
Μεταλλική ακτίνα σχετίζεται με αποστάσεις πλησιέστερου γείτονα σε μεταλλικό πλέγμα. Ακτίνα Van der Waals περιγράφει μη συνδεδεμένη απόσταση επαφής.
Το ακτίνα van der Waals είναι συνήθως μεγαλύτερο από ομοιοπολική ακτίνα για το ίδιο στοιχείο.
Σε μια περίοδο
Κατά μήκος περιόδου το κύριο κέλυφος των ηλεκτρόνια σθένους παραμένει περίπου ίδια ενώ Z_εφ αυξάνεται.
Ισχυρότερη αποτελεσματική έλξη συστέλλει την κατανομή ηλεκτρονίων, άρα ακτίνα τείνει να μειώνεται αριστερά→δεξιά.
Κάτω από μια ομάδα
Κάθε νέα περίοδος προσθέτει κύριο κέλυφος. Η μεγαλύτερη n και θωράκιση συνήθως υπερισχύουν της αύξησης Z.
Έτσι ατομική ακτίνα τείνει να αυξάνεται προς τα κάτω.
d/f συστολή
Σειρά μετάβασης και λανθανίδες δεν ακολουθούν απλές μονοτονικές καμπύλες. d και ιδιαίτερα f ασπίδα ηλεκτρονίων ανεπαρκώς.
Η συστολή της λανθανίδης κάνει πολλά 5d στοιχεία να έχουν ακτίνες παρόμοια με τα 4d ομόλογα τους.
Προσοχή στα δεδομένα
Όταν συγκρίνετε πίνακες, ελέγξτε ποιος ορισμός ακτίνας χρησιμοποιείται. Ένα 'εμπειρική ατομική ακτίνα' δεν πρέπει να συνδυάζεται αριθμητικά με ιοντική ακτίνα χωρίς εξήγηση.
Οι περιοδικές τάσεις είναι ισχυρές, αλλά οι μετρούμενες αποστάσεις εξαρτώνται από συγκόλληση, συντονισμού και κατάσταση οξείδωσης.
Πώς προκύπτουν οι αριθμοί
Περίθλαση κρυστάλλου και μοριακή φασματοσκοπία δίνουν διαπυρηνικές αποστάσεις από τις οποίες κατασκευάζονται εμπειρικές κλίμακες ακτίνας. Οι τιμές είναι εξαρτάται από το μοντέλο και δεν αποτελούν άμεση μέτρηση μιας ατομικής επιφάνειας.
Όταν δύο σύνολα δεδομένων διαφέρουν κατά λίγα pm, αυτό μπορεί να αντανακλά διαφορετικό συγκολλητικό περιβάλλον ή διαφορετικό σύμβαση ακτίνας και όχι πειραματικό λάθος.
Λυμένο παράδειγμα
Σε όλη την περίοδο
Τι τείνει να συμβαίνει;
Λύση
Το ατομική ακτίνα μειώνεται.
Κάτω ομάδα
Τι τείνει να συμβαίνει;
Λύση
Το ατομική ακτίνα αυξάνεται.
vdW εναντίον ομοιοπολικής
Ποιο είναι συνήθως μεγαλύτερο;
Λύση
Το ακτίνα van der Waals.