8.2
تملأ الإلكترونات حجم الذرة أو مداراتها. ومع ذلك،لا تصف المدارات مساحة محددة،بل احتمالات إحصائية للمكان،الذي يمكن العثور فيه على إلكترون. فكيف يتم تحديد الحجم الذري،وماذا يؤثر عليه؟يمكن وصف نصف القطر الذري بطريقتين.
نصف القطر الذري غير المترابط،أو نصف قطر فان دير فالس للذرة،و هي نصف المسافة بين النوى المتجاورة في المادة الصلبة الذرية. بالمقابل،نصف القطر الذري المترابط،أو نصف القطر التساهمي،يميز بين المعادن واللافلزات. في المعادن،يتم وصف نصف القطر للذرات في تركيبها البلوري على شكل نصف المسافة بين مركزي اثنين من الذرات المتجاورة.
في الجزيئات اللافلزية ثنائية الذرة،نصف القطر يوصف بأنه نصف المسافة بين مركزي الذرات المترابطة. الجدول الدوري يصور الاختلافات في نصف القطر التساهمي،والذي يطلق عليه غالبًا نصف القطر الذري،يتأثر بعاملين عدد مستويات الطاقة الرئيسية لإلكترونات التكافؤ،والشحنة النووية الفعالة. الآتجاه في نصف القطر الذري لعناصر المجموعة الرئيسية أسفل الأعمدة،يصور هنا.
بتحريك مجموعة للأسفل،الرقم الكمي الأساسي،n،يزيد بواحد لكل عنصر. وهكذا،عندما تبتعد الإلكترونات الخارجية عن النواة،يزيد نصف القطر الذري أسفل المجموعة. على سبيل المثال،بالانتقال بالمجموعة 1 إلى أسفل،فإنّنصف القطر الذري يزيد من الليثيوم إلى السيزيوم.
يتم توضيح هذا الاتجاه من خلال الجدول الدوري بأكمله. علاوة على ذلك،تكشف المعادلة أن نصف القطر الذري يصل للحد الأقصى لكل معدن قلوي،ويسقط إلى الحد الأدنى مع كل غاز نبيل خلال الفترة. تناقص نصف القطر الذري خلال فترة يمكن تفسيرها بالشحنة النووية الفعالة.
لنتذكر مفهوم الشحنة النووية الفعالة. في أي ذرة متعددة الإلكترونات،تحمي الكترونات الغلاف الداخلي جزئياًإلكترونات الغلاف الخارجي من سحب النواة. وبالتالي،فإن الشحنة النووية الفعالة،الشحنة التي يشعر بها إلكترون خارجي،تكون أقل من الشحنة النووية الفعلية.
الإلكترونات في نفس غلاف التكافؤ لا تحمي بعضها البعض بشكل فعال. خلال هذه الفترة،الشحنة النووية تزيد بينما عدد إلكترونات الغلاف الداخلي يبقى ثابتا. وهكذا،مع زيادة الشحنة النووية الفعالة بشكل مطرد،تصبح حماية الإلكترونات الخارجية أقل،وهذا يؤدي إلى انخفاض في نصف القطر الذري.
نصف قطر معظم العناصر الانتقالية،مع ذلك،يبقى ثابتًا تقريبًا على مدى الصف. وذلك لأن عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الأساسي الخارجي يكاد يكون ثابتًا.
تعرض العناصر الموجودة في مجموعات الجدول الدوري سلوكاً كيميائياً مشابهاً. يحدث هذا التشابه لأن أعضاء المجموعة لديهم نفس عدد الإلكترونات وتوزيعها في أصد…
2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.