Ionisäde
Ionisäde on tehokas koko, joka johdetaan ionikiteiden ydinväleistä ja yhtenäisistä rakennemalleista. Elektronitiheydellä ei ole terävää pintaa, joten arvo riippuu hapetusluvusta, koordinaatiosta ja käytetystä sädeasteikosta. Samalla asteikolla tarkasteltuna trendit selittävät hyvin rakennetta, hydraatiota ja polarisaatiota.
Kationi pienenee
Kun atomi menettää elektroneja, elektronien keskinäinen hylkiminen vähenee ja jäljelle jäävä pilvi kokee suuremman efektiivisen ydinvetovoiman. Jos koko uloin kuori poistuu, koko pienenee erityisen voimakkaasti.
Anioni kasvaa
Kun sama Z saa lisää elektroneja, ulkokuoren hylkiminen kasvaa. Elektronipilvi laajenee, joten yksinkertainen anioni on yleensä suurempi kuin vastaava neutraali atomi.
Isoelektroninen sarja
O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺ ja Mg²⁺ sisältävät kaikki kymmenen elektronia. Protoniluvun kasvaessa sama elektronijoukko vedetään lähemmäs ydintä, joten säde pienenee järjestelmällisesti sarjan läpi.
Koordinaation vaikutus
Taulukoitu ionisäde annetaan usein tietylle koordinaatioluvulle. Sama Fe³⁺-ioni voi saada hieman eri tehokkaan säteen tetraedrisessa ja oktaedrisessa ympäristössä. Siksi eri koordinaatioiden arvoja ei pidä verrata suoraan.
Kiderakenne
Kationin ja anionin kokojen suhde auttaa arvioimaan mahdollisia koordinaatioita, mutta ei määrää rakennetta yksin. Kovalenttisuus, polarisaatio, paine ja hilajärjestys voivat muuttaa yksinkertaista kovien pallojen kuvaa.
Hydraatio
Pieni voimakkaasti varattu ioni järjestää vesimolekyylejä ympärilleen ja muodostaa tiukan hydraatiokuoren. Hydrodynaaminen koko voi siksi olla suurempi kuin kiteestä johdettu paljas ionisäde, eikä liikkuvuus liuoksessa seuraa yksinkertaisesti taulukon kokoa.
Hilajärjestys ja polarisaatio
Pieni moniarvoinen ioni antaa suuren sähköstaattisen kontribuution hilaja stabiloi ympäristöä voimakkaasti. Samalla suuri varaustiheys voi deformoida naapuri-ionin elektronipilveä ja lisätä sidoksen kovalenttista luonnetta.
Mallin raja
Ionisäde on vertailusuure, ei fyysinen kuori. Sen vahvuus on trendien johdonmukaisuus; heikkous syntyy, jos eri asteikkoja, koordinaatioita tai hapetuslukuja sekoitetaan.
Mitä tarkistaa
Ennen kahden luvun vertailua tarkista ionin varaus, koordinaatio ja lähde. Näennäisen pieni numeerinen ero voi olla merkityksetön, jos arvot on johdettu eri rakenteellisissa olosuhteissa.
Harjoitus
Järjestä O²⁻, F⁻, Na⁺ ja Mg²⁺ suurimmasta pienimpään.
Ratkaisu
Kaikilla on kymmenen elektronia. Z kasvaa, joten säde pienenee: O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺.