Mini-kurzus
Atomsugár
Az atomsugár nem egy kemény gömb pontos határa, mert az elektronfelhő fokozatosan terjed a térben. Ezért több definíció létezik – kovalens, van der Waals- vagy fémes sugár –, de mindegyikből jól láthatók a periódusos rendszer alapvető mérettrendjei.
Miért nincs éles perem?
Az elektron kvantummechanikai valószínűségi eloszlással írható le, amely nem egy adott sugárnál válik hirtelen nullává. Atomsugarat ezért többnyire két atom közötti mérhető távolságból definiálunk, a kötési vagy érintkezési helyzettől függően.
Kovalens sugár
Azonos atomok közötti egyszeres kovalens kötés kötéstávolságának közel fele jó kovalens sugárdefiníció lehet. Különböző kötésrendek és kémiai környezetek módosíthatják a távolságot, ezért táblázatok között kisebb eltérések természetesek.
Perióduson belül
Balról jobbra az atomsugár általában csökken. A protonszám nő, az új elektronok ugyanabba a főhéjba kerülnek, és az árnyékolás nem kompenzálja teljesen a nagyobb magtöltést. A növekvő effektív magtöltés összehúzza az elektronfelhőt.
Csoporton lefelé
Új főhéjak jelennek meg, ezért a vegyértékelektronok átlagosan távolabb vannak a magtól. Bár a magtöltés is nő, a nagyobb n és árnyékolás hatása miatt az atomsugár általában nő lefelé.
d- és f-blokk finomságai
Átmenetifémeknél a trend laposabb lehet, mert d elektronok töltődnek fel. A lantanoidákon végighaladva az f elektronok gyenge árnyékolása lantanoida-kontrakciót okoz, ami a vártnál kisebb sugarakat eredményez.
Atomsugár és ionsugár
Kation képződésekor elektron távozik, gyakran egy teljes külső héj is eltűnik, ezért a kation kisebb lehet a semleges atomnál. Anion elektronfelvételkor az elektron-elektron taszítás nő, ezért az anion rendszerint nagyobb.
Miért számít a kémiában?
Az atomsugár befolyásolja a kötéstávolságot, rácsszerkezetet, koordinációs geometriát és a vegyértékelektronok kötöttségét. Mérettrendje összekapcsolódik az ionizációs energiával és elektronegativitással, de egyik sem vezethető le kizárólag a másikból.
Definíciófüggő összehasonlítás
Különböző sugártáblázatok nem mindig adnak azonos számokat ugyanarra az elemre, mert más kísérleti helyzetet és definíciót használnak. Trendek összevetésekor ezért azonos sugárdefiníciót kell használni; különben a módszertani eltérés könnyen összetéveszthető valódi kémiai hatással.
Próbáld ki
Melyik atom várhatóan nagyobb: Na vagy Cl ugyanabban a harmadik periódusban?
Megoldás
A Na nagyobb. Balról jobbra nő az effektív magtöltés és az elektronfelhő összehúzódik, ezért a Cl atomsugara kisebb.