8.2
原子半径和有效核电荷
原子的大小由电子或它 们的轨道决定。然而，轨道描述的并非一有限空间，而是可能發现电子的地 点的统计概率。那麽原子大小是如何定义的、其影响又是什麽呢？原子半径可以用两种方式描述。非键原子半径或原子的范德华半径，也就是在原子固体中相邻原子 核之间距离的一半。相反地，键原子半径或共价半径，区分金属和非金属。在金属中，半径描述 原子的晶体结构 其作为两个相邻原子 中心间距的一半。在非金属中，双原子分子的半径，被描述为键原子 中心间距的一半。元素周期表描述了通常被称为原子半径的共价半径的变化。而其受两个因素影响；价电子的主能量数 以及有效核电荷。主族元素原子半径的 趋势显示在此处。向下移动一组，主量子数n 依循每个元素加一。因此，随着外电子离原子核越来越远，原子半径沿着该组向下增加。举例来说，向下移动1组，原子半径 从锂增加到铯。整个周期表证明了这种趋势。此外，该图揭示了原子半径 对于各个硷金属的最大极限，并且在 此期间其每种稀有气体的含量降到最低。整个周期内原子半径的减小 可以用有效的核电何来解释。回顾一下有效电荷的概念。在任何多电子原子中，内壳 电子部分以细胞核的拉力 屏蔽外壳电子。因此，有效的核电荷，外层电子感受到的电荷 比实际核弹来得小。在同价壳中的电子 不会非常有效的互相屏蔽。整个週期中，核弹 增加，而内壳电子数量 保持不变。因此，随着有效核电荷的稳定增长，外电子的屏蔽减少，而这也导致了原子半径的减小。不过，大多数过渡元素的半径，大致上保持恆定。这是因为在最外层主 能级的电子数几 乎是恒定的。
元素周期表中各组的元素表现出相似的化学行为。之所以发生这种相似性，是因为一个基团的化合价壳中的电子数量和分布相同。
在从左到右的整个周期中，质子被添加到原子核，电子被添加到价壳，每个相继的元素。沿着一组中的元素向下，价壳中的电子数量保持恒定，但是主量子数每次增加一个。了解元素的电子结构后，我们可以检查一些控制其化学行为的特性。这些特性会随着元素的电子结构的变化而周期性变化。
原子半径的变化
量子力学图使得难以确定原子的确定大小。但是，有几种实用的方法可以定义原子的半径，从而确定原子的相对大小，从而给出大致相似的值。
金属中的原子半径是两个相邻原子的中心之间的距离的一半。对于以双原子分子形式存在的元素来说，它是键原子中心之间距离的一半。
通常，从左到右移动一个周期，每个元素的原子半径都比其前一个元素的原子半径小。这似乎违反直觉，因为这意味着具有更多电子的原子具有较小的原子半径。这可以根据有效核弹的概念来解释。在任何多电子原子中，内壳电子都部分屏蔽了外壳电子免受原子核的吸引。因此，有效核电荷，即电子感受到的电荷，比实际核电荷（ Z ）小，可以通过以下方式估算：
Z eff = Z ＆ndash; ＆sigma; ＆nbsp; ＆nbsp; ＆nbsp; ＆nbsp; ＆nbsp;＆nbsp;＆nbsp; ＆nbsp;
其中， Z eff 是有效核电荷， Z 是实际核电荷，＆sigma;是屏蔽常数，其中屏蔽常数大于零但小于Z 。
我们每次跨一个周期从一个元素移动到另一个元素时， Z 都会增加一个，但是屏蔽只会稍微增加。因此， Z eff 在整个周期中从左向右移动时都会增加。元素周期表右侧的电子受到的拉力（有效核电荷更高）使它们更靠近原子核，从而使原子半径更小。 核心电子有效地屏蔽了最外面的主能级中的电子免受核电荷，但是最外面的电子却没有有效地将彼此屏蔽。有效核电荷越大，原子核对外部电子的保持力越强，原子半径越小。
但是，某些过渡元素的半径在每一行中大致保持恒定。这是因为最外层主能级中的电子数量几乎是恒定的，并且它们会经历大致恒定的有效核电荷。
在每个周期内，原子半径的趋势随 Z 的增加而减小；在每个组中，趋势是原子半径随 Z 的增加而增加。
向下扫描一个基团，每个元素的主量子数 n 增加一个。因此，电子被添加到越来越远离原子核的空间区域。因此，随着我们增加最外层电子离原子核的距离，原子的大小（及其原子半径）必须增加。下表说明了卤素原子半径的趋势。
卤素族元素的原子半径 原子 原子半径 (pm) 核电荷, Z F 64 9+ Cl 99 17+ Br 114 35+ I 133 53+ At 148 85+
原子的大小由电子或它 们的轨道决定。然而，轨道描述的并非一有限空间，而是可能發现电子的地 点的统计概率。那麽原子大小是如何定义的、其影响又是什麽呢？原子半径可以用两种方式描述。非键原子半径或原子的范德华半径，也就是在原子固体中相邻原子 核之间距离的一半。相反地，键原子半径或共价半径，区分金属和非金属。在金属中，半径描述 原子的晶体结构 其作为两个相邻原子 中心间距的一半。在非金属中，双原子分子的半径，被描述为键原子 中心间距的一半。元素周期表描述了通常被称为原子半径的共价半径的变化。而其受两个因素影响；价电子的主能量数 以及有效核电荷。主族元素原子半径的 趋势显示在此处。向下移动一组，主量子数n 依循每个元素加一。因此，随着外电子离原子核越来越远，原子半径沿着该组向下增加。举例来说，向下移动1组，原子半径 从锂增加到铯。整个周期表证明了这种趋势。此外，该图揭示了原子半径 对于各个硷金属的最大极限，并且在 此期间其每种稀有气体的含量降到最低。整个周期内原子半径的减小 可以用有效的核电何来解释。回顾一下有效电荷的概念。在任何多电子原子中，内壳 电子部分以细胞核的拉力 屏蔽外壳电子。因此，有效的核电荷，外层电子感受到的电荷 比实际核弹来得小。在同价壳中的电子 不会非常有效的互相屏蔽。整个週期中，核弹 增加，而内壳电子数量 保持不变。因此，随着有效核电荷的稳定增长，外电子的屏蔽减少，而这也导致了原子半径的减小。不过，大多数过渡元素的半径，大致上保持恆定。这是因为在最外层主 能级的电子数几 乎是恒定的。
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