Tabla de Contenidos
Атомният радиус и йонният радиус са две понятия, които са сходни, но не са еднакви. И двете са мерки за действителния размер съответно на атомите и йоните. Един и същи елемент може да има както атомен радиус, така и йонен радиус и дори може да има няколко от последните, в зависимост от различните валентности, които може да приеме в различните химични съединения, които образува.
След това ще видим какво означават тези две понятия и как се различават едно от друго.
Какво е атомен радиус?
Атомният радиус е свойство на химичните елементи, което се определя като половината от средното разстояние между ядрата на два идентични атома, които са свързани заедно .
Това е концепция, която ни дава представа за размера на атомите в тяхното елементарно състояние. Трябва обаче да се внимава атомният радиус да не се тълкува като доказателство, че атомите са сфери с определен радиус. Всъщност атомите са съставени от ядро, заобиколено от облак от електрони и този облак обикновено е всичко друго, но не и сферичен; нито има резки граници, както предполагат повечето илюстрации, показващи представяне на атомния радиус.
Като каза това, няма съмнение, че някои атоми са по-големи от други и концепцията за атомен радиус е много полезна, за да получите представа кои са по-големи и кои по-малки.
Как се определя атомният радиус?
Атомният радиус може да се получи от кристалната структура на елементите в твърдо състояние. На свой ред, кристалната структура може да бъде получена чрез техниката на рентгенова, неутронна или електронна дифракция, техника, чрез която можем да открием как атомите са опаковани в единичната клетка на кристала и какви са размерите на споменатата клетка. След като структурата е решена и позициите на всички атоми в единичната клетка са известни, атомният радиус се изчислява като половината от разстоянието между ядрата на два съседни атома.
Фактори, влияещи върху атомния радиус
Има много фактори, които влияят на атомния радиус и пораждат периодичното изменение на това свойство. Най-важният фактор е ефективният ядрен заряд, който не е нищо повече от действителния електрически заряд, усетен от най-външните електрони в резултат на екранирането на най-вътрешните електрони.
Тъй като докато се движим отляво надясно през период от периодичната таблица, ефективният ядрен заряд се увеличава, валентните електрони са по-привлечени от ядрото, така че най-външният електронен облак става по-малък. Последствието от това е, че атомният радиус намалява.
От друга страна, докато слизаме с група надолу в таблицата, преминаваме от едно енергийно ниво към по-високо, така че средното разстояние между електроните и ядрото се увеличава. Следователно атомният радиус се увеличава отгоре надолу.
Какво е йонен радиус?
Йонният радиус се определя по подобен начин на атомния радиус, с изключение на това, че в този случай това е разстоянието между ядрата на два едноатомни йона, катион и анион. Йонният радиус е разстоянието между ядрото на йона и неговите най-външни електрони, тоест неговите валентни електрони . За разлика от атомния радиус, йонният радиус не може да се изчисли като половината от разстоянието между два йона в кристал, тъй като йони с еднакъв заряд не се свързват един с друг, а с йони с противоположен заряд. Въпреки това, общото разстояние между ядрата на два противойона е сумата от двата йонни радиуса.
Как се определя йонният радиус?
Йонният радиус се определя по същия начин като атомните радиуси, тоест чрез формата и размерите на кристалната структура на йонните твърди вещества. На свой ред тази структура може да бъде получена чрез техники като рентгенова дифракция, неутронна дифракция и електронна дифракция, за да назовем само няколко. Въпреки това, тъй като няма директен начин за определяне на радиуса на конкретен изолиран йон, тогава най-доброто нещо, което трябва да направите, е да оцените йонния радиус на един и чрез сравнение да намерите тези на другите йони, с които той е свързан.
Йонният радиус е по-променлив от атомния радиус, тъй като природата на йонната връзка варира в зависимост от атомите, които са свързани. В допълнение, йонната връзка никога не е 100% йонна и винаги има променлив ковалентен характер, което кара йонния радиус да варира от едно съединение до друго. По този начин, когато се докладва стойността на йонния радиус на определен йон, тя всъщност е средна сред голям брой експериментални определяния, поради което йонните радиуси рядко се събират с действителните размери на кристалната клетка.
Фактори, влияещи върху йонния радиус
Освен че се влияе от ефективния ядрен заряд, усетен от валентните електрони, най-определящият фактор за йонния радиус на елемента е зарядът на йона.
Анионите, тоест онези йони, които имат излишък от електрони и следователно имат нетен отрицателен заряд, обикновено имат по-голям йонен радиус от катионите с подобен брой електрони. Освен това, колкото по-голям е зарядът, пренасян от йона, толкова по-голям е йонният радиус за същия елемент.
От друга страна, положително заредените йони, тоест катионите, се образуват от загубата на електрони от неутралния елемент. Това намалява отблъскването между електроните и увеличава ефективния ядрен заряд, така че електронният облак се свива, създавайки по-малък йон. Колкото по-висок е зарядът на йона, толкова повече електронният облак може да се свие, така че толкова по-малък е йонният радиус.
Обобщение на разликите между атомен радиус и йонен радиус
Следната таблица обобщава най-важните разлики между атомните и йонните радиуси въз основа на различни критерии:
| Критерий | Атомно радио | йонен радиус |
| Определение | Половината от средното разстояние между две свързани атомни ядра в чист елемент. | Средното разстояние между ядрото на йон и неговите най-външни или валентни електрони. |
| служи за | Оценете размера на атомите. | Оценете размера на йоните. |
| Видове, за които се прилага | Неутрални атоми. | Йони както положителни, така и отрицателни и с различни заряди. |
| Решителност | Чрез дифракционни техники. Изчислява се като половината от разстоянието между две свързани ядра. | Чрез дифракционни техники. Оценява се радиусът на един йон и въз основа на него чрез сравнение се определят всички останали. |
| точност | Може да се определи с добра точност. | Не може да се определи с добра точност. Може само да се оцени. |
| периодична тенденция | Той намалява за период и се увеличава за група. | Той намалява с положителен заряд и се увеличава с отрицателен заряд. Между изоелектронните йони намалява с атомния номер. |
| Променливост | Това е по същество фиксирана стойност за всеки елемент. | Той варира за един и същ йон в зависимост от противойона, към който е свързан в йонното съединение. |
Препратки
Чанг, Р. (2002). Физикохимия (1- во издание ). MCGRAW HILL ОБРАЗОВАНИЕ.
Чанг, Р. (2021). Химия (11-то издание ). MCGRAW HILL ОБРАЗОВАНИЕ.
Educaplus.org. (2021 г.). Свойства на елемента . http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/radio-atomico.html
Атомен радиус и йонен радиус . (nd). Чиста химия. https://es-puraquimica.weebly.com/radios-atomico-e-ionico.html
Термин – йонен радиус . (nd). EHU.EUS. http://www.ehu.eus/imacris/PIE05/web/terminos/RadioIonico.htm
