Jari-jari atom

Makna dan tren periodik utama

Atom tidak memiliki permukaan tajam

Elektron dijelaskan oleh distribusi probabilitas dan awan elektron tidak mendadak berakhir pada jarak tertentu. Karena itu “ukuran atom” didefinisikan dari jarak antarnukleus atau kontak nonikatan menurut model tertentu.

Melintasi periode: awan valensi umumnya mengerut

Jumlah proton bertambah sedangkan elektron baru biasanya masuk ke kulit utama yang sama. Penyarungan sesama elektron dalam satu kulit tidak sempurna, sehingga muatan inti efektif naik, orbital valensi tertarik ke dalam, dan jari-jari umumnya menurun dari kiri ke kanan.

Ke bawah golongan: kulit baru biasanya mengalahkan tambahan muatan inti

Elektron valensi masuk ke kulit dengan n lebih besar, rata-rata lebih jauh dari inti, dan lebih terlindung oleh elektron dalam. Meskipun jumlah proton juga naik, efek jarak dan penyarungan biasanya membuat atom lebih besar ke bawah golongan.

Tempat tren sederhana berubah

Blok d berubah lebih perlahan

Pada logam transisi, elektron tambahan masuk ke orbital (n−1)d sementara kulit ns luar tetap ada. Elektron d memberi sebagian penyarungan terhadap kenaikan muatan inti, sehingga jari-jari sering hanya menurun perlahan sepanjang satu deret transisi.

Kontraksi lantanida memengaruhi unsur setelah blok f

Elektron 4f menyarungi dengan buruk, sehingga tarikan inti efektif meningkat sepanjang lantanida dan awan luar mengerut. Akibatnya Hf memiliki ukuran yang sangat dekat dengan Zr, bertentangan dengan aturan terlalu sederhana bahwa satu kulit tambahan selalu membuat atom jauh lebih besar.

Bagaimana jari-jari atom didefinisikan dan diukur

Panjang ikatan bukan sekadar jumlah dua bola atom tetap

Jari-jari kovalen berguna untuk memperkirakan banyak panjang ikatan, tetapi orde ikatan, hibridisasi, keadaan oksidasi, dan pasangan ikatan mengubah kerapatan elektron serta jarak antarnukleus.

Orde ikatan

Untuk pasangan unsur yang sama, ikatan rangkap umumnya lebih pendek daripada ikatan tunggal karena lebih banyak kerapatan elektron terkonsentrasi di antara inti. Satu jari-jari karbon tidak dapat mereproduksi C–C, C=C, dan C≡C secara tepat.

Lingkungan kimia

Koordinasi, muatan, dan keelektronegatifan tetangga dapat mengerutkan atau mengembangkan awan elektron. Nilai dari tabel berbeda harus dibandingkan hanya bila definisi dan lingkungan strukturnya sebanding.

Satu unsur dapat memiliki beberapa jari-jari yang berguna

Jari-jari kovalen berguna dalam molekul, jari-jari logam dalam kristal logam, dan jari-jari van der Waals untuk kontak nonikatan. Tidak ada satu angka yang menjadi satu-satunya “jari-jari sejati” dalam semua konteks.

Bagaimana jari-jari diperoleh dari struktur

Difraksi sinar-X, elektron, atau neutron terlebih dahulu memberi jarak antarnukleus. Skema jari-jari lalu membagi jarak itu menjadi kontribusi atom; aturan pembagian yang berbeda dapat menghasilkan tabel yang sedikit berbeda tanpa bertentangan dengan eksperimen.

Jari-jari menghubungkan banyak tren tetapi bukan penyebab tunggal

Atom yang lebih kecil sering mengikat elektron valensi lebih kuat dan memiliki energi ionisasi pertama lebih tinggi, tetapi kedua sifat tersebut sama-sama muncul dari muatan inti efektif, penyarungan, energi orbital, dan tolakan elektron. Jari-jari tidak boleh diperlakukan sebagai penyebab universal.

Logam transisi, lantanida, dan perubahan keadaan oksidasi menunjukkan bahwa panah periodik hanyalah titik awal; struktur elektron tetap menentukan mekanismenya.

Latihan

1. Periode 3

Dengan definisi jari-jari yang sama, Na atau Cl biasanya lebih besar?

2. Perbandingan satu golongan

Mengapa K biasanya lebih besar daripada Na walaupun inti K lebih bermuatan?

3. Membaca tabel jari-jari

Dapatkah jari-jari kovalen dibandingkan langsung dengan jari-jari van der Waals untuk memilih mana yang “lebih benar”?