Atomski polumjer

Atom nema oštru vanjsku površinu, pa atomski polumjer nije jedna točna udaljenost od jezgre do „ruba“. To je veličina izvedena iz mjerenja ili modela, a vrijednost ovisi o vrsti veze i rasporedu atoma.

r = d/2largersmaller

Više ispravnih definicija

Kovalentni polumjer izvodi se iz međujezgrene udaljenosti u kovalentnoj vezi, metalni iz udaljenosti susjeda u metalnoj rešetki, a van der Waalsov iz nekovalentnih dodira.

Dvije tablice zato mogu navesti različite brojeve bez stvarnog proturječja. Prvo treba provjeriti definiciju i uspoređivati vrijednosti dobivene istom metodom.

Trend preko periode

Udesno Z raste, dok valenčni elektroni uglavnom ostaju u istoj glavnoj ljusci. Zasjenjenje unutar te ljuske je nepotpuno, pa Z_eff raste i valenčni oblak se skuplja.

Općenito zato polumjer preko periode pada. U d bloku promjena je blaža jer dodani d elektroni djelomično zasjenjuju rastući nuklearni naboj.

Usporedi dva polumjera

Trend niz skupinu

Prijelaz u sljedeću periodu dodaje novu zauzetu ljusku. Valenčni elektron prosječno je dalje od jezgre i jače zasjenjen unutarnjim elektronima.

Zato po veličini vrijedi Li < Na < K iako Z raste. Nova ljuska i veća udaljenost nadvladaju samo povećanje broja protona.

Kemijsko okruženje mijenja veličinu

Duljina veze i efektivna veličina ovise o redu veze, koordinaciji, oksidacijskom stanju i lokalnoj strukturi. Atom u jednostrukoj vezi ne mora imati isti izvedeni polumjer kao u višestrukoj vezi.

Polumjer je stoga koristan usporedni parametar, a ne tvrda kugla koja se nepromijenjena prenosi između spojeva.

Gdje jednostavan trend treba korekciju

Elektroni 4f slabo zasjenjuju, pa kod lantanoida raste efektivno privlačenje i nastaje lantanoidna kontrakcija. Ona utječe i na sljedeće elemente 5d.

Hafnij je zato po veličini iznenađujuće blizak cirkoniju. Pri predviđanju treba spojiti broj ljuski, zasjenjenje i vrstu orbitala koje se popunjavaju.

Zašto jedna periodna strelica nije dovoljna

U jednostavnim zadacima pomaže pravilo „veći prema dolje i lijevo“, ali d blok se mijenja blaže, a lantanoidna kontrakcija utječe na elemente 5d. Zato najprije treba utvrditi koje se ljuske i podljuske popunjavaju.

Jednako je važna dosljednost podataka. Usporedba kovalentnog polumjera jednog atoma s van der Waalsovim polumjerom drugoga može dati pogrešan zaključak iako su obje vrijednosti ispravne.

Riješeni primjeri

1. Dvije različite tablice

Rješenje

Van der Waalsov i kovalentni polumjer nisu dvije mjere iste operativne definicije.

2. Li i K

Rješenje

K ima dodatnu valenčnu ljusku, pa je veći unatoč većem Z.

3. Zr i Hf

Rješenje

Njihova slična veličina povezana je s lantanoidnom kontrakcijom.