Isoelektrooniline rida
Isoelektroonilistel species'el on sama total electron count, kuid erinev proton number või charge. Selline võrdlus on eriti selge, sest electron count hoitakse fikseeritud ja nuclear charge'i mõju electron cloud'ile tuleb hästi esile.
10-electron series
O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺, Mg²⁺ ja Al³⁺ sisaldavad kõik 10 electrons. Nende Z väärtused on vastavalt 8, 9, 10, 11, 12 ja 13.
Z kasvades tõmbab nucleus sama electron population'i tugevamalt sissepoole.
Radius order
Kvalitatiivne radius order on O²⁻>F⁻>Ne>Na⁺>Mg²⁺>Al³⁺.
See trend ei vaja eraldi radius values'i päheõppimist: sama electron count + suurem Z = tugevam attraction ja väiksem cloud.
Tulemus
Tulemus: e⁻
Kuidas electron count kontrollida
Cation'i puhul lahuta charge atomic number'ist: Na⁺ sisaldab 11−1=10 electrons. Anion'i puhul lisa charge magnitude: O²⁻ sisaldab 8+2=10.
Enne radii võrdlemist tee see kontroll alati.
Sama configuration, eri energia
10-electron species'e põhiline configuration on 1s²2s²2p⁶. Kuid orbital energies ja radial distribution pole samad, sest nuclear potential muutub Z-ga.
'Same electron configuration' ei tähenda sama size'i või ionization energy't.
Energeetiline mõju
Suurema Z korral on orbitals üldiselt tugevamalt bound ning electron removal muutub raskemaks.
Quantitative energy comparison vajab detailed calculation'it, kuid radius trend on väga tugev qualitative rule.
Teised näited
N³⁻, O²⁻, F⁻, Ne ja Na⁺ on samuti 10-electron series. Molekulid CO, N₂ ja NO⁺ võivad olla total electron count'i järgi isoelectronic, kuid nuclear framework on erinev.
Seetõttu rakendub lihtne ionic-radius argument kõige puhtamalt monatomic ions puhul.
Tüüpiline lõks
Isoelectronic series'is pole mõtet öelda 'rohkem electrons teeb suuremaks', sest electron count on juba sama.
Muuttuja on peamiselt proton number: larger Z contracts sama electron population'i.
Seos keemiliste omadustega
Kuigi isoelectronic ions'il on sama electron count, nende charge ja size erinevad tugevasti. See mõjutab hydration energy't, lattice interactions'i ja seda, kui tugevalt ion seob ümbritsevaid ligands või solvent molecules.
Seetõttu on isoelectronic comparison rohkem kui radius exercise: see näitab, kuidas proton number muudab sama elektronkonfiguratsiooni füüsikalist mõju.
Lahendatud näide
Na⁺
Electron count?
Lahendus
10.
O²⁻ vs Mg²⁺
Kumb suurem?
Lahendus
O²⁻.
Al³⁺
10-electron series'is size position?
Lahendus
Väikseim ots.