Ioneradius

Den Ioneradius ass eng effektiv Gréisst, déi engem Ion an engem bestëmmte strukturellen Ëmfeld zougeuerdent gëtt. Hien ass nëtzlech fir Kristallstrukturen, Koordinatioun a periodesch Trends ze vergläichen, mee en ass keng haart Kugelgréisst, déi onofhängeg vu Ladung, Koordinatiounszuel a Bindungskontext wier.

Kationméi klengAtomAnionméi groussElektrone fort → manner Ofstoussung, dacks Verloscht vun der baussenzeger SchuelElektrone bäi → méi Ofstoussung an der Valenzregioun
Katioune kontraktéieren normalerweis, Anione expandéieren am Verglach mam neutralen Atom. Elektronenzuel a Schuelbesetzung änneren, d’Kärladung bleift déiselwecht.

Bedeitung vum Ioneradius

Den Ioneradius ass e strukturelle Modell

An engem Kristall beréieren d’Nopeschionen sech net op perfekt schaarfe Flächen. Diffraktioun liwwert Distanzen tëscht Kären, an e Radieschema deelt dës Distanz an effektiv Ionebäiträg op. Verschidde Schemae kënnen dofir liicht aner Wäerter ginn.

Elektrone fortzehuele mécht e Kation meeschtens méi kleng

Wann en Atom e Kation gëtt, hëlt d’Elektron–Elektron-Ofstoussung of, während d’Kärladung onverännert bleift. Wann déi ganz baussenzeg Schuel fortgeet, wéi bei Na→Na⁺, ass d’Kontraktioun besonnesch grouss. Bei gläicher Koordinatioun ass Fe³⁺ normalerweis méi kleng wéi Fe²⁺.

Elektrone bäizesetze mécht en Anion meeschtens méi grouss

Bei engem Anion kommen Elektronen an d’Valenzregioun dobäi. D’Ofstoussung klëmmt bei der selwechter Kärladung, an d’Wollek expandéiert bis zu engem neie Gläichgewiicht. Fir datselwecht Element bedeit eng méi negativ Ladung meeschtens e méi grousse Radius.

Wat kontrolléiert d’Gréisst vun Ionen

all 10 ElektronenO²⁻8 p⁺F⁻9 p⁺Na⁺11 p⁺Mg²⁺12 p⁺Al³⁺13 p⁺Gréisst hëlt of →
An enger isoelektronescher Serie ass d’Kärladung de kloerste Verglach: bei der selwechter Elektronenzuel féiere méi Protonen zu méi staarker Attraktioun an engem méi klenge Radius.

Eng isoelektronesch Serie isoléiert d’Kärladung

O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺ an Al³⁺ hunn all zéng Elektronen. D’Zuel vun de Protonen klëmmt awer vun 8 op 13. Bei der selwechter Elektronenzuel zitt déi méi grouss Kärladung d’Wollek ëmmer méi staark zesummen: O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺.

D’Koordinatiounszuel ännert den tabuléierte Radius

E Ion mat méi koordinéierte Nopere kritt an engem strukturelle Modell dacks e méi grousse effektive Radius. Dofir nennt eng gutt Tabell d’Koordinatiounszuel; tetraedrescht an oktaedrescht Fe²⁺ sinn net einfach déiselwecht Kugel.

Den Oxidatiounszoustand ännert d’Gréisst

Mat méi héijer positiver Ladung beim selwechten Element gëtt d’effektiv Attraktioun op déi verbleiwend Elektrone méi staark. Dofir ass Fe³⁺ bei vergläichbarer Koordinatioun méi kleng wéi Fe²⁺.

Chemesch Konsequenze vun der Ionegréisst

Ladungsdicht, Polarisatioun a Struktur

E klengt, staark geluedent Kation huet eng héich Ladungsdicht a kann d’Elektronewollek vun engem Nopeschanion staark polariséieren. E grousst, diffust Anion ass méi liicht polariséierbar. Dat erkläert en Deel vum kovalente Charakter a verschiddene formell ionesche Verbindungen.

Staarkt Polarisatiounsverméigen

E klengt, héich geluedent Kation konzentréiert säin elektrescht Feld a verformt d’Elektronendicht vun Nopere méi staark.

Héich Polariséierbarkeet

E grousst Anion huet eng diffus Elektronewollek, déi sech an engem externe Feld méi einfach verforme léisst.

Periodesch Trends: vergläichbar Ione vergläichen

Bei Ione mat der selwechter Ladung klëmmt de Radius meeschtens no ënnen an enger Grupp, well nei besat Schuelen dobäikommen. Iwwer eng Period sollte Kationen an Anionen getrennt verglach ginn; e Wiessel vun der Ladung kann e sprongaartege Gréisstenënnerscheed maachen.

Hydratatioun a Gitterenergie

Kleng, héich gelueden Ione ginn dacks staark hydratiséiert, well hiert elektrescht Feld an der Géigend intensiv ass. Am Kristallgitter tendéieren héich Ladungen a kuerz Distanzen zu méi grousser Gitterenergie. Geometrie a Polarisatioun bleiwen awer wichteg.

De Radius virausgesot d’Kristallstruktur net eleng

Einfach Radiusverhältnisser sinn nëmme Approximatiounen. Reell Koordinatioun hänkt och vu Stöchiometrie, Polarisatioun, Richtung vun de Bindungen, Drock an Elektronestruktur of. De Radius ass eng nëtzlech Variabel, keng komplett Prognos.

Übungen

Isoelektronesch Serie

Sortéier O²⁻, F⁻, Na⁺ an Mg²⁺ vu grouss op kleng.

Léisung

O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺. All hunn zéng Elektronen; d’Protonenzuel klëmmt an där Reiefolleg an zitt d’Wollek méi staark zesummen.

Fe²⁺ a Fe³⁺

Wéi een Ion ass bei vergläichbarer Koordinatioun méi kleng?

Léisung

Fe³⁺. D’Kärladung ass déiselwecht, mee et gëtt een Elektron manner an eng méi héich positiv Ladung, sou datt déi verbleiwend Elektrone méi staark ugezunn ginn.

Koordinatioun

Firwat muss d’Koordinatiounszuel bei engem Ioneradius genannt ginn?

Léisung

Well de Wäert aus enger struktureller Geometrie ofgeleet gëtt. Eng aner Zuel an Uerdnung vun Noperen ännert d’Kärdistanzen an domat den zougeuerdente effektive Radius.