Atomo spindulys
Atomo spindulys nėra viena tiesiogiai išmatuojama kieta riba. Naudojami keli operaciniai apibrėžimai, o periodines tendencijas lemia branduolio krūvio, ekranavimo ir užimtų elektronų sluoksnių sąveika.
Ką reiškia atomo spindulys
Elektronų debesis neturi kietos ribos, todėl atomo spindulys yra operacinis dydis. Skaitinė vertė priklauso nuo to, kokiu matuojamu atstumu ir kokiame ryšio modelyje ji apibrėžta.
Kovalentinis spindulys
Gaunamas iš branduolių atstumų kovalentiniuose ryšiuose. Juo patogu vertinti ryšio ilgį, tačiau ryšio tvarka, poliarumas ir cheminė aplinka keičia tikrąjį atstumą.
Metalinis spindulys
Nustatomas iš artimiausių branduolių atstumų metalo kristalinėje gardelėje. Kristalo sandara ir koordinacija yra šio apibrėžimo dalis.
van der Waals spindulys
Aprašo artimą nekovalentiškai susijusių atomų kontaktą. Paprastai jis didesnis už kovalentinį spindulį ir svarbus silpnoms sąveikoms bei dalelių susipakavimui.
Pagrindinė periodinė tendencija
Per periodą valentiniai elektronai pildomi tame pačiame pagrindiniame sluoksnyje, o branduolio krūvis didėja. To paties sluoksnio elektronai neužstoja protonų visiškai, todėl efektyvus branduolio krūvis didėja ir elektronų debesis dažniausiai traukiasi.
Per periodą
Nuo Na iki Cl spindulys paprastai mažėja dėl didėjančio Z_eff. Tiksli vertė priklauso nuo spindulio apibrėžimo, bet mechanizmas pagrindinių grupių elementams aiškus.
Žemyn grupe
Kiekviena nauja periodinė eilė prideda užimtą elektronų sluoksnį. Išoriniai elektronai yra toliau ir labiau ekranuojami, todėl spindulys dažniausiai didėja.
Kodėl tikrieji duomenys nėra tobula rodyklė
Periodinės tendencijos kyla iš mechanizmų, todėl atskiri blokai ir aplinka gali juos pakoreguoti.
d blokas kinta lėčiau
Pereinamuosiuose metaluose pildomi d orbitaliai ir kartu didėja branduolio krūvis. Ekranavimo bei traukos konkurencija lemia lėtesnį spindulio kitimą nei daugelyje p bloko sekų.
Lantanidų kontrakcija
4f elektronai ekranuoja gana silpnai. Judant per lantanidus didėja efektyvi trauka ir spinduliai traukiasi; dėl to Zr ir Hf matmenys yra netikėtai panašūs.
Ryšio ilgis nėra dviejų kietų spindulių suma
Kovalentinių spindulių suma yra gera pradinė aproksimacija, tačiau daugiagubi ryšiai dažnai trumpesni, o hibridizacija, poliarumas ir aplinka keičia atstumą.
Vienam elementui gali būti keli naudingi spinduliai
Tas pats elementas gali turėti skirtingus kovalentinį, metalinį ir van der Waals spindulius. Lenteles galima lyginti tik naudojant tą patį apibrėžimą ir panašias sąlygas.
Spinduliai gaunami iš struktūros duomenų
Rentgeno, neutronų ar elektronų difrakcija pateikia branduolių tarpusavio atstumus. Iš jų pagal nuoseklų struktūrinį modelį išvedami spinduliai.
Ryšys su kitomis savybėmis
Mažesnis atomas dažnai stipriau laiko valentinius elektronus, todėl koreliuoja su didesne jonizacijos energija ir elektroneigiamumu. Tačiau spindulys nėra vienintelė priežastis: visas šias savybes kartu formuoja efektyvus branduolio krūvis, ekranavimas ir sluoksnių sandara.
Iliustracinis modelis n²/Z_eff rodo, kad didesnis sluoksnis didina matmenį, o stipresnė efektyvi trauka jį mažina. Tai nėra lentelinis atomo spindulys.
Išspręsti uždaviniai
Naudokite fizikinį mechanizmą, o ne vien periodinės lentelės rodykles.
Na ar Cl
Na ar Cl
Sprendimas: 3 periode Cl branduolio krūvis didesnis tame pačiame pagrindiniame sluoksnyje; ekranavimas to visiškai nekompensuoja, todėl Cl mažesnis.
Li ar K
Li ar K
Sprendimas: K turi papildomą užimtą sluoksnį ir didesnį ekranavimą, todėl yra gerokai didesnis už Li.
Dvi spindulių lentelės
Dvi spindulių lentelės
Sprendimas: Nelyginkite van der Waals ir kovalentinio spindulio kaip tos pačios rūšies dydžių. Pirmiausia patikrinkite apibrėžimą ir struktūrinę aplinką.