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.
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
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.