8.2
Размер атома определяется электронами или их орбиталями. Однако орбитали описывают не ограниченное пространство, а скорее статистическую вероятность того, где можно найти электрон. Итак, как определяется размер атома, и что на него влияет?
Атомный радиус можно описать двумя способами. Несвязывающий атомный радиус или ван-дер-ваальсов радиус атома составляет половину расстояния между соседними ядрами в атомной решетке. И наоборот, связующий атомный радиус или ковалентный радиус различается между металлами и неметаллами.
В металлах радиус описан для атомов в их кристаллической структуре как половина расстояния между центрами двух соседних атомов. В неметаллических двухатомных молекулах радиус описывается как половина расстояния между центрами связанных атомов. Периодическая таблица показывает вариации ковалентных радиусов, которые часто называют атомными радиусами, и на которые влияют два фактора;число основных энергетических уровней валентных электронов и эффективный заряд ядра.
Здесь изображена тенденция изменения атомных радиусов основных элементов группы по столбцам. При движении вниз по группе главное квантовое число n увеличивается на единицу для каждого элемента. Таким образом, по мере того как внешние электроны удаляются от ядра, атомный радиус увеличивается вниз по группе.
Например, при перемещении вниз по 1-й группе атомный радиус увеличивается от лития к цезию. Эта тенденция прослеживается по всей таблице Менделеева. Кроме того, график показывает, что атомный радиус максимален для каждого щелочного металла и падает до минимума для каждого благородного газа в периоде.
Уменьшение радиуса атомов в периоде можно объяснить эффективным зарядом ядра. Напомним понятие эффективного заряда ядра. В любом многоэлектронном атоме электроны внутренней оболочки частично экранируют электроны внешней оболочки от притяжения ядра.
Таким образом, эффективный заряд ядра, заряд, воспринимаемый внешним электроном, меньше, чем фактический заряд ядра. Электроны на одной валентной оболочке не очень эффективно экранируют друг друга. В периоде заряд ядра увеличивается, в то время как количество электронов на внутренней оболочке остается постоянным.
Таким образом, по мере того как эффективный заряд ядра увеличивается, экранирование внешних электронов становится меньше, и это приводит к уменьшению радиусов атомов. Однако радиусы большинства переходных элементов остаются примерно постоянными для каждого ряда. Это связано с тем, что количество электронов на внешнем основном энергетическом уровне почти постоянно.
Элементы в группах периодической таблицы демонстрируют аналогичное химическое поведение. Это сходство происходит потому, что члены группы имеют одинак…
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.