Układ okresowy z wartościami promienia atomowego

Jak mierzy się promień atomowy

Atom nie ma ostrej krawędzi, więc jego promień wyznacza się na podstawie odległości między sąsiednimi atomami. Wartości na tej stronie to promienie van der Waalsa z PubChem: połowa odległości między jądrami dwóch atomów tego samego pierwiastka, które się stykają, ale nie są połączone wiązaniem chemicznym, na przykład atomów w sąsiednich cząsteczkach.

Jeden pikometr to bilionowa część metra (10⁻¹² m), a 100 pm to 1 ångström. Inne książki mogą podawać promienie kowalencyjne lub metaliczne, które mierzy się między atomami połączonymi wiązaniem i wychodzą mniejsze, więc porównuj wartości tylko z tego samego źródła. Każde pole pokazuje promień w pm, a pierwiastki od fermu wzwyż, bez znanej wartości, pokazują kreskę.

Trend wzdłuż okresów i w dół grup

W dół grupy atomy się powiększają, ponieważ każdy nowy okres dodaje powłokę elektronową dalej od jądra. Wyraźnie widać to u litowców: lit ma 182 pm, sód 227 pm, a potas 275 pm.

Wzdłuż okresu atomy zwykle maleją. Każdy krok w prawo dodaje proton do jądra, ale nowy elektron trafia na tę samą powłokę zewnętrzną, gdzie niewiele robi dla ekranowania pozostałych. Silniejszy efektywny ładunek jądra ściąga całą chmurę elektronową do środka, więc sód, 227 pm, jest znacznie większy niż chlor, 175 pm, na drugim końcu okresu 3.

Wyjątki w tych danych

Promienie van der Waalsa pochodzą ze styków między atomami w rzeczywistych ciałach stałych, cieczach i gazach, więc trend wzdłuż okresu nie jest idealnie gładki. Bor jest podany jako większy niż beryl, krzem jako większy niż glin, a każdy gaz szlachetny jako większy niż sąsiadujący fluorowiec. Wartości dla metali przejściowych są również nieregularne.

Przykład krok po kroku: sód i potas

Potas (275 pm) jest większy niż sód (227 pm), ponieważ jego elektron zewnętrzny znajduje się na czwartej powłoce zamiast na trzeciej, dalej od jądra i lepiej ekranowany przez elektrony wewnętrzne. Ten elektron łatwiej oderwać, dlatego potas reaguje z wodą gwałtowniej niż sód. Ten sam związek widać w jego niższej pierwszej energii jonizacji: 4,341 eV w porównaniu z 5,139 eV dla sodu.

Atomy zmieniają też rozmiar, gdy tworzą jony. Jony dodatnie są mniejsze niż ich atomy, ponieważ tracą elektrony, często całą powłokę, a jony ujemne są większe, ponieważ dodatkowe elektrony się odpychają.