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La dimensione di un atomo è dettata dagli elettroni o dai loro orbitali. Tuttavia, gli orbitali non descrivono uno spazio limitato, ma piuttosto la probabilità statistica di dove è possibile trovare un elettrone. Allora come viene definita la dimensione atomica, e cosa la influenza?
Un raggio atomico può essere descritto in due modi. Il raggio atomico non legante, o raggio di Van der Waals di un atomo, è la metà della distanza fra nuclei adiacenti nel solido atomico. Al contrario, un raggio atomico di legame, o raggio covalente, è distinto tra metalli e non metalli.
Nei metalli, il raggio è descritto per gli atomi nella loro struttura cristallina come metà della distanza fra i centri di due atomi vicini. Nelle molecole biatomiche non metalliche, il raggio è descritto come metà della distanza tra i centri degli atomi legati. La tavola periodica raffigura le variazioni dei raggi covalenti che sono spesso chiamati raggi atomici, e sono influenzati da due fattori:il numero dei principali livelli energetici degli elettroni di valenza e la carica nucleare effettiva.
L'andamento dei raggi atomici per gli elementi del gruppo principale lungo le colonne è illustrato qui. Spostandosi verso il basso in un gruppo, il numero quantico principale, n, aumenta di uno per ogni elemento. Pertanto, man mano che gli elettroni esterni si allontanano dal nucleo, il raggio atomico aumenta attraverso il gruppo.
Per esempio, spostandosi verso il basso nel gruppo 1, il raggio atomico aumenta da litio a cesio. Questa tendenza è dimostrata dall'intera tavola periodica. Inoltre, la trama rivela che il raggio atomico è massimo per ogni metallo alcalino e scende al minimo per ogni gas nobile in tutto il periodo.
La diminuzione dei raggi atomici in un periodo può essere spiegata dalla carica nucleare effettiva. Ricordiamo il concetto di carica nucleare effettiva:in qualsiasi atomo multielettronico, gli elettroni del guscio interno proteggono parzialmente gli elettroni del guscio esterno dall'attrazione del nucleo. Pertanto, la carica nucleare effettiva, ovvero la carica percepita da un elettrone esterno, è inferiore alla carica nucleare effettiva.
Gli elettroni nello stesso guscio di valenza non si schermano l'un l'altro in modo molto efficace. Lungo il periodo, la carica nucleare aumenta mentre il numero di elettroni del guscio interno rimane costante. Pertanto, man mano che la carica nucleare effettiva aumenta costantemente, la schermatura degli elettroni esterni diminuisce e questo porta a una diminuzione dei raggi atomici.
I raggi della maggior parte degli elementi di transizione, tuttavia, rimangono più o meno costanti su ciascuna riga. Questo perché il numero di elettroni nel livello di energia principale più esterno è quasi costante.
Gli elementi nei gruppi della tavola periodica mostrano un comportamento chimico simile. Questa somiglianza si verifica perché i membri di un gruppo h…
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