Atomový poloměr

Z Multimediaexpo.cz

Atomový poloměr nebo obecněji rozměr atomu je veličina, která není přesně fyzikálně kvantifikována a která není konstantní za všech okolností.[1] Hodnota přiřazená poloměru atomu je závislá na zvolené definici atomového poloměru. Definic existuje větší množství a každá definice je vhodná pro jinou situaci. Definovat poloměr atomu je velmi problematické, protože může jít o velikost volného atomu nebo o velikost atomu vázaného v molekule. Druhý případ může být také vyjádřen pomocí iontového poloměru, jako rozdíl mezi velikostí kovalentně a iontově vázaného atomu. Atomový poloměr je definován pomocí elektronů: Rozměr atomového jádra se pohybuje ve femtometrech, tj. asi 100 000× menší než elektronový obal. Toto je komplikováno faktem, že nelze přesně určit polohu elektronu a neexistencí ostré hranice kolem elektronového obalu. Díky těmto problémům bylo vyvinuto několik metod pro určení atomového poloměru, některé jsou založeny na experimentálních výsledcích, jiné na teoretických výpočtech. Faktem je, že atomy se chovají jako by měly elektrony uspořádány do vrstev o poloměru 30-300 pm, protože rozměry atomů se předvídatelně mění napříč periodickou tabulkou a tyto změny mají důležitý dopad na chemii jednotlivých prvků.

Obsah

Změny atomového poloměru v závislosti na poloze v tabulce prvků

Atomové poloměry klesají v periodě tabulky prvků při průchodu zleva doprava a stoupají ve skupině se stoupajícím protonovým číslem. To je z části dáno tím, že distribuce elektronů není náhodná. elektrony jsou uspořádány ve slupkách, které se postupně vzdalují od jádra a dokáží pojmout pouze přesně daný počet elektronů.[2] Každá nová perioda odpovídá nově zaplňované elektronové slupce, která je dál od jádra oproti předchozí. Druhý efekt, který ovlivňuje změnu atomového poloměru je náboj jádra, který stoupá s protonovým číslem. Kladně nabité jádro přitahuje záporně nabitý elektronový obal. V periodě postupně narůstá náboj jádra, ale elektrony zaplňují stále stejnou slupku, to je důvodem poklesu atomového poloměru v periodě.

Lanthanoidová kontrakce

Elektrony z podslupky 4f, která je postupně zaplňována od ceru (Z=58) do lutecia (Z=71), stíní ostatní elektrony od vzrůstajícího náboje jádra málo účinně. Takže se vzrůstajícím nábojem jádra vzrůstá i přitažlivá síla působící na elektronový obal. Díky tomuto efektu je poloměr atomu lanthanoidů menší než poloměr atomu předcházejícího.[3] Lanthanoidová kontrakce je významná pro řadu prvků hafnium - platina, dál je kompenzována relativistickým efektem inertního elektronového páru.

Aktinoidová kontrakce

Aktinoidová kontrakce je méně významná než lanthanoidová, ale příčiny vzniku jsou stejné.

Experimentální hodnoty atomového poloměru[4]

Experimentální hodnoty atomového poloměru jsou udány v pikometrech s přesností 5 pm.

Skupina (vertikální) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Perioda (horizontální)
1 H
25 		He
 
2 Li
145 		Be
105 		B
85 		C
70 		N
65 		O
60 		F
50 		Ne
 
3 Na
180 		Mg
150 		Al
125 		Si
110 		P
100 		S
100 		Cl
100 		Ar
71
4 K
220 		Ca
180 		Sc
160 		Ti
140 		V
135 		Cr
140 		Mn
140 		Fe
140 		Co
135 		Ni
135 		Cu
135 		Zn
135 		Ga
130 		Ge
125 		As
115 		Se
115 		Br
115 		Kr
 
5 Rb
235 		Sr
200 		Y
180 		Zr
155 		Nb
145 		Mo
145 		Tc
135 		Ru
130 		Rh
135 		Pd
140 		Ag
160 		Cd
155 		In
155 		Sn
145 		Sb
145 		Te
140 		I
140 		Xe
 
6 Cs
260 		Ba
215 		*
  		Hf
155 		Ta
145 		W
135 		Re
135 		Os
130 		Ir
135 		Pt
135 		Au
135 		Hg
150 		Tl
190 		Pb
180 		Bi
160 		Po
190 		At
  		Rn
 
7 Fr
  		Ra
215 		**
  		Rf
  		Db
  		Sg
  		Bh
  		Hs
  		Mt
  		Ds
  		Rg
  		Uub
  		Uut
  		Uuq
  		Uup
  		Uuh
  		Uus
  		Uuo
 
Lanthanoidy *
  		La
195 		Ce
185 		Pr
185 		Nd
185 		Pm
185 		Sm
185 		Eu
185 		Gd
180 		Tb
175 		Dy
175 		Ho
175 		Er
175 		Tm
175 		Yb
175 		Lu
175
Aktinoidy **
  		Ac
195 		Th
180 		Pa
180 		U
175 		Np
175 		Pu
175 		Am
175 		Cm
  		Bk
  		Cf
  		Es
  		Fm
  		Md
  		No
  		Lr
 

Vypočítané atomové poloměry[5]

Vypočítané atomové poloměry v pm.

Skupina (vertikální) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Perioda (horizontální)
1 H
53 		He
31
2 Li
167 		Be
112 		B
87 		C
67 		N
56 		O
48 		F
42 		Ne
38
3 Na
190 		Mg
145 		Al
118 		Si
111 		P
98 		S
88 		Cl
79 		Ar
71
4 K
243 		Ca
194 		Sc
184 		Ti
176 		V
171 		Cr
166 		Mn
161 		Fe
156 		Co
152 		Ni
149 		Cu
145 		Zn
142 		Ga
136 		Ge
125 		As
114 		Se
103 		Br
94 		Kr
88
5 Rb
265 		Sr
219 		Y
212 		Zr
206 		Nb
198 		Mo
190 		Tc
183 		Ru
178 		Rh
173 		Pd
169 		Ag
165 		Cd
161 		In
156 		Sn
145 		Sb
133 		Te
123 		I
115 		Xe
108
6 Cs
298 		Ba
253 		*
  		Hf
208 		Ta
200 		W
193 		Re
188 		Os
185 		Ir
180 		Pt
177 		Au
174 		Hg
171 		Tl
156 		Pb
154 		Bi
143 		Po
135 		At
  		Rn
120
7 Fr
  		Ra
  		**
  		Rf
  		Db
  		Sg
  		Bh
  		Hs
  		Mt
  		Ds
  		Rg
  		Uub
  		Uut
  		Uuq
  		Uup
  		Uuh
  		Uus
  		Uuo
 
Lanthanides *
  		La
  		Ce
  		Pr
247 		Nd
206 		Pm
205 		Sm
238 		Eu
231 		Gd
233 		Tb
225 		Dy
228 		Ho
  		Er
226 		Tm
222 		Yb
222 		Lu
217
Actinides **
  		Ac
  		Th
  		Pa
  		U
  		Np
  		Pu
  		Am
  		Cm
  		Bk
  		Cf
  		Es
  		Fm
  		Md
  		No
  		Lr
 

Související články

Reference

  1. ↑ Cotton, F. A.; Wilkinson, G. (1988). Advanced Inorganic Chemistry (5th Edn). New York: Wiley. ISBN 0-471-84997-9. p. 1385.
  2. ↑ n-tá slupka může přijmout 2n² elektronů
  3. ↑ Greenwood N.N., Earnshaw A.: Chemie prvků II. 1. vyd. 1993. ISBN 80-85427-38-9
  4. ↑ J.C. Slater, J. Chem. Phys. 1964, 41, 3199
  5. ↑ E. Clementi, D.L.Raimondi, and W.P. Reinhardt, J. Chem. Phys. 1963, 38, 2686


Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Atomov%C3%BD_polom%C4%9Br“