Reikia informacijos apie atominio spindulio tendencijas? Kokia atominio spindulio tendencija? Šiame vadove aiškiai paaiškinsime atominio spindulio tendencijas ir kaip jos veikia. Taip pat aptarsime tendencijų išimtis ir tai, kaip galite panaudoti šią informaciją kaip platesnio chemijos supratimo dalį.

Prieš pasinerdami į atominio spindulio tendencijas, apžvelkime keletą pagrindinių terminų. Atomas yra pagrindinis cheminio elemento, pvz., vandenilio, helio, kalio ir kt., vienetas. Spindulys yra atstumas tarp objekto centro ir jo išorinio krašto.

Atomo spindulys yra pusė atstumo tarp dviejų atomų branduolių. Atominiai spinduliai matuojami pikometrais (vienas pikometras lygus vienai trilijonajai metro daliai). Vandenilio (H) vidutinis atominis spindulys yra mažiausias maždaug 25 pm, o cezis (Cs) turi didžiausią vidutinį spindulį apie 260 pm.

Kokios yra atominio spindulio tendencijos? Kas jas sukelia?

Yra dvi pagrindinės atominio spindulio tendencijos. Viena atominio spindulio tendencija atsiranda, kai judate iš kairės į dešinę per periodinę lentelę (judate per laikotarpį), o kita tendencija atsiranda, kai judate iš periodinės lentelės viršaus žemyn (judate grupėje). Žemiau yra periodinė lentelė su rodyklėmis, rodančiomis, kaip keičiasi atomų spinduliai padėti suprasti ir įsivaizduoti kiekvieną atominio spindulio tendenciją. Šio skyriaus pabaigoje yra diagrama su apskaičiuotu empiriniu kiekvieno elemento atominiu spinduliu.

1 atominio spindulio tendencija: atominio spindulio mažėjimas iš kairės į dešinę per laikotarpį

Pirmoji atominio spindulio periodinė tendencija yra ta atomo dydis mažėja, kai per laikotarpį judate iš kairės į dešinę. Per tam tikrą elementų laikotarpį kiekvienas naujas elektronas pridedamas prie to paties apvalkalo. Pridėjus elektroną, į branduolį taip pat pridedamas naujas protonas, kuris suteikia branduoliui stipresnį teigiamą krūvį ir didesnę branduolio trauką.

misija neįmanoma visi filmai

Tai reiškia, kad pridedant daugiau protonų, branduolys įgauna stipresnį teigiamą krūvį, kuris tada stipriau pritraukia elektronus ir pritraukia juos arčiau atomo branduolio. Elektronai, traukiami arčiau branduolio, sumažina atomo spindulį.

Palyginus anglį (C), kurio atominis skaičius yra 6, ir fluorą (F), kurio atominis skaičius yra 9, galime pasakyti, kad remiantis atominio spindulio tendencijomis, anglies atomo spindulys bus didesnis nei fluoro atomo kadangi trys papildomi fluoro protonai pritrauks savo elektronus arčiau branduolio ir sumažins fluoro spindulį. Ir tai tiesa; anglies vidutinis atominis spindulys yra apie 70 pm, o fluoro - apie 50 pm.

2 atominio spindulio tendencija: atominis spindulys didėja, kai slenkate žemyn

Antroji atominio spindulio periodinė tendencija yra ta atominiai spinduliai didėja, kai periodinėje lentelėje judate žemyn grupėje. Kiekvienai grupei, kurią judate žemyn, atomas gauna papildomą elektronų apvalkalą. Kiekvienas naujas apvalkalas yra toliau nuo atomo branduolio, o tai padidina atomo spindulį.

Nors galite manyti, kad valentingi elektronai (esantys tolimiausiame apvalkale) bus pritraukti prie branduolio, elektronų ekranavimas neleidžia tam įvykti. Elektronų ekranavimas reiškia sumažėjusį trauką tarp išorinių elektronų ir atomo branduolio, kai atomas turi daugiau nei vieną elektronų apvalkalą. Taigi, dėl elektronų ekranavimo, valentiniai elektronai neprieina ypač arti atomo centro, o kadangi jie negali taip priartėti, atomo spindulys yra didesnis.

Pavyzdžiui, kalio (K) vidutinis atominis spindulys (220 pm) yra didesnis nei natrio (Na) (180 pm). Kalio atomas turi papildomą elektronų apvalkalą, palyginti su natrio atomu, o tai reiškia, kad jo valentiniai elektronai yra toliau nuo branduolio, todėl kaliui suteikiamas didesnis atominis spindulys.

Empiriniai atominiai spinduliai

Šaltinis: Webelementai

3 Atominio spindulio tendencijų išimtys

Dvi atominio spindulio tendencijos, kurias aptarėme aukščiau, galioja daugumai periodinės elementų lentelės. Tačiau yra keletas šių tendencijų išimčių.

Viena išimtis yra tauriosios dujos. Šešios tauriosios dujos, esančios 18 periodinės lentelės grupėje, yra helis (He), neonas (Ne), argonas (Ar), kriptonas (Kr), ksenonas (Xe) ir radonas (Rn). Tauriosios dujos yra išimtis, nes jos jungiasi kitaip nei kiti atomai, ir tauriųjų dujų atomai neprisileidžia taip arti vienas kito, kai susijungia. Kadangi atomo spindulys yra pusė atstumo tarp branduolių du atomų, kaip arti tie atomai yra vienas kitam, turi įtakos atomo spinduliui.

Kiekvienos iš tauriųjų dujų atokiausias elektronų apvalkalas yra visiškai užpildytas, o tai reiškia kelis tauriųjų dujų atomus laiko kartu Van der Waals jėgos, o ne ryšiai. Van der Waalso jėgos nėra tokios stiprios kaip kovalentiniai ryšiai, todėl du Van der Waalso jėgų sujungti atomai neprieina taip arti vienas kito, kaip du kovalentiniu ryšiu sujungti atomai. Tai reiškia, kad tauriųjų dujų spinduliai būtų pervertinti, jei bandytume rasti jų empirinius spindulius, todėl nė viena iš tauriųjų dujų neturi empirinio spindulio ir todėl nesilaiko atominio spindulio tendencijų.

Žemiau yra labai supaprastinta keturių maždaug tokio paties dydžio atomų diagrama. Du viršutiniai atomai yra sujungti kovalentine jungtimi, kuri sukelia tam tikrą sutapimą tarp atomų. Du apatiniai atomai yra tauriųjų dujų atomai, juos jungia Van der Waals jėgos, kurios neleidžia atomams taip arti vienas kito. Raudonos rodyklės rodo atstumą tarp branduolių. Pusė šio atstumo yra lygi atominiam spinduliui. Kaip matai, nors visi keturi atomai yra maždaug tokio paties dydžio, tauriųjų dujų spindulys yra daug didesnis nei kitų atomų spindulys. Palyginus du spindulius, tauriųjų dujų atomai atrodytų didesni, nors jie ir nėra. Įtraukus tauriųjų dujų spindulius, žmonės negalėtų tiksliai suprasti, kokie dideli yra tauriųjų dujų atomai. Kadangi tauriųjų dujų atomai jungiasi skirtingai, jų spinduliai negali būti lyginami su kitų atomų spinduliais, todėl jie nesilaiko atominio spindulio tendencijų.

Kitos išimtys apima lantanido serijas ir aktinidų serijas periodinės lentelės apačioje. Šios elementų grupės skiriasi nuo daugelio kitų periodinės lentelės dalių ir nesilaiko daugelio kitų elementų tendencijų. Nė viena serija neturi aiškios atominio spindulio tendencijos.

Kaip galite naudoti šią informaciją?

Nors tikriausiai jums nereikės žinoti įvairių elementų atominio spindulio kasdieniame gyvenime, ši informacija vis tiek gali būti naudinga, jei studijuojate chemiją ar kitą susijusią sritį. Kai suprantate kiekvieną pagrindinę atominio spindulio laikotarpio tendenciją, lengviau suprasti kitą informaciją apie elementus.

Pavyzdžiui, galite prisiminti, kad tauriosios dujos yra atominio spindulio tendencijų išimtis, nes jos turi pilną išorinį elektronų apvalkalą. Šie išoriniai elektronų apvalkalai taip pat daro inertines ir stabilias inertines dujas. Tas stabilumas gali būti naudingas. Pavyzdžiui, balionai paprastai pripildomi helio, o ne vandenilio, nes helis yra daug stabilesnis, todėl mažiau degus ir saugesnis naudoti.

Taip pat galite naudoti atominius spindulius, kad įvertintumėte skirtingų elementų reaktyvumą. Mažesnio spindulio atomai yra reaktyvesni nei didesnio spindulio atomai. Halogenai (17 grupėje) turi mažiausius vidutinius spindulius periodinėje lentelėje. Fluoras turi mažiausią halogenų atominį spindulį (tai yra prasminga atsižvelgiant į tendencijas), todėl jis yra labai reaktyvus. Tiesiog įpylus fluoro į vandenį, kils liepsna, nes fluoras virsta dujomis.

Santrauka: Periodinės tendencijos Atominis spindulys

Yra dvi pagrindinės atominio spindulio tendencijos. Pirmoji atominio spindulio periodinė tendencija yra ta, kad atominiai spinduliai didėja, kai grupėje judate žemyn. Taip yra dėl elektronų ekranavimo. Kai pridedamas papildomas apvalkalas, tie nauji elektronai yra toliau nuo atomo branduolio, o tai padidina atomo spindulį. Antroji atominio spindulio periodinė tendencija yra ta, kad atomo dydis mažėja judant iš kairės į dešinę per laikotarpį nes stipresnis teigiamas atomo krūvis dėl to, kad turi daugiau protonų, stipriau pritraukia elektronus ir pritraukia juos arčiau branduolio, sumažindamas atomo dydį.

Yra keletas šių tendencijų išimčių, ypač kilniosios dujos, kurios nesudaro ryšių taip, kaip dauguma kitų atomų, ir lantanido bei aktinidų serijos. Šią informaciją galite naudoti norėdami geriau suprasti periodinę lentelę, kaip jungiasi atomai ir kodėl tam tikri elementai yra reaktyvesni už kitus.

Kas toliau?

Reikia atnaujinti savo molekulinę chemiją?Apžvalga įvairių rūšių hidratai , kaip veikia elektronegatyvumas ir Bohro atominio modelio naudojimo būdai (ir apribojimai).

šakalas prieš vilką

Mokate pažangiąją chemiją ir jums reikia pagalbos?Turime AP Chem ir IB Chemistry studijų vadovus, taip pat bendrą Regents Chemistry apžvalgą Niujorko vidurinių mokyklų studentams.

Pasinerti į nuostabų biochemijos pasaulį?Sužinokite apie šešis fermentų tipus ir cheminę nukleotidų sudėtį.