Forskellen mellem atomradius og ionradius

Atomradius og ionradius er to begreber, der er ens, men ikke ens. Begge er mål for den faktiske størrelse af henholdsvis atomer og ioner. Det samme grundstof kan have både atomradius og ionradius, og kan endda have flere af sidstnævnte, afhængig af de forskellige valenser, som det kan antage i de forskellige kemiske forbindelser, det danner.

Dernæst vil vi se, hvad disse to begreber refererer til, og hvordan de adskiller sig fra hinanden.

Hvad er atomradius?

Atomradius er en egenskab ved kemiske grundstoffer, der er defineret som halvdelen af ​​den gennemsnitlige afstand mellem kernerne i to identiske atomer, der er bundet sammen .

Det er et koncept, der giver os en idé om størrelsen af ​​atomer i deres elementære tilstand. Man skal dog passe på ikke at fortolke atomradius som bevis på, at atomer er kugler med en bestemt radius. Faktisk er atomer opbygget af en kerne omgivet af en sky af elektroner, og denne sky er generelt alt andet end sfærisk; den har heller ikke skarpe grænser, som de fleste illustrationer, der viser en repræsentation af atomradius, antyder.

Når dette er sagt, er der ingen tvivl om, at nogle atomer er større end andre, og begrebet atomradius er meget nyttigt for at få en idé om, hvilke der er større og hvilke der er mindre.

Hvordan bestemmes atomradius?

Atomradius kan opnås fra grundstoffernes krystallinske struktur i fast tilstand. Til gengæld kan den krystallinske struktur opnås gennem teknikken med røntgen-, neutron- eller elektrondiffraktion, en teknik, hvorigennem vi kan finde ud af, hvordan atomerne er pakket i krystallens enhedscelle, og hvad er cellens dimensioner. Når strukturen er løst, og positionerne af alle atomerne i enhedscellen er kendt, beregnes atomradius som halvdelen af ​​afstanden mellem kernerne i to tilstødende atomer.

Faktorer, der påvirker atomradius

Der er mange faktorer, der påvirker atomradius og giver anledning til den periodiske variation af denne egenskab. Den vigtigste faktor er den effektive kerneladning, som ikke er andet end den faktiske elektriske ladning, der mærkes af de yderste elektroner som følge af afskærmningen af ​​de inderste elektroner.

Da når vi bevæger os fra venstre mod højre gennem en periode i det periodiske system, stiger den effektive kerneladning, bliver valenselektronerne mere tiltrukket af kernen, så den yderste elektronsky bliver mindre. Konsekvensen af ​​dette er, at atomradius falder.

På den anden side, når vi går ned i en gruppe i tabellen, går vi fra et energiniveau til et højere, så den gennemsnitlige afstand mellem elektronerne og kernen stiger. Som følge heraf øges atomradius fra top til bund.

Hvad er ionradius?

Den ioniske radius er defineret på samme måde som den atomare radius, bortset fra at det i dette tilfælde er afstanden mellem kernerne af to monoatomiske ioner, en kation og en anion. Den ioniske radius er afstanden mellem kernen af ​​en ion og dens yderste elektroner, det vil sige dens valenselektroner . I modsætning til atomradius kan ionradius ikke beregnes som halvdelen af ​​afstanden mellem to ioner i en krystal, da ioner med samme ladning ikke binder sig til hinanden, men med ioner med modsat ladning. Imidlertid er den samlede afstand mellem kernerne af to modioner summen af ​​begge ioniske radier.

Hvordan bestemmes den ioniske radius?

Den ioniske radius bestemmes på samme måde som atomradierne, det vil sige gennem formen og dimensionerne af den krystallinske struktur af ioniske faste stoffer. Til gengæld kan denne struktur opnås gennem teknikker som røntgendiffraktion, neutrondiffraktion og elektrondiffraktion, for at nævne nogle få. Men da der ikke er nogen direkte måde at bestemme radius af en bestemt isoleret ion, så er den bedste ting at gøre at estimere den ioniske radius af en og ved sammenligning finde dem for de andre ioner, som den er forbundet med.

Den ioniske radius er mere variabel end den atomare radius, da arten af ​​ionbindingen varierer afhængigt af de atomer, der er bundet. Derudover er ionbindingen aldrig 100 % ionisk og har altid en variabel kovalent karakter, hvilket får ionradius til at variere fra en forbindelse til en anden. Når værdien af ​​den ioniske radius af en bestemt ion oplyses, er den således faktisk et gennemsnit blandt en lang række eksperimentelle bestemmelser, hvorfor ionradius sjældent tæller op til de faktiske dimensioner af den krystallinske celle.

Faktorer, der påvirker ionisk radius

Udover også at være påvirket af den effektive kerneladning, som valenselektronerne mærker, er den mest afgørende faktor for et grundstofs ionradius ladningen på ionen.

Anioner, det vil sige de ioner, der har et overskud af elektroner og derfor har en netto negativ ladning, har normalt en større ionradius end kationer med et tilsvarende antal elektroner. Ydermere, jo større ladning båret af ionen, jo større er ionradius for det samme grundstof.

På den anden side dannes positivt ladede ioner, det vil sige kationer, ved tab af elektroner fra det neutrale element. Dette reducerer frastødningen mellem elektronerne og øger den effektive kerneladning, så elektronskyen trækker sig sammen, hvilket giver anledning til en mindre ion. Jo højere ladning på ionen, jo mere kan elektronskyen trække sig sammen, så jo mindre ionradius.

Sammenfatning af forskellene mellem atomradius og ionradius

Følgende tabel opsummerer de vigtigste forskelle mellem atomare og ioniske radier baseret på forskellige kriterier:

Referencer

Chang, R. (2002). Fysisk kemi (1. ^udg .). MCGRAW HILL UDDANNELSE.

Chang, R. (2021). Kemi (11. ^udgave ). MCGRAW HILL UDDANNELSE.

Educaplus.org. (2021). Elementegenskaber . http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/radio-atomico.html

Atomradius og ionradius . (nd). Ren kemi. https://es-puraquimica.weebly.com/radios-atomico-e-ionico.html

Term – Ionisk radius . (nd). EHU.EUS. http://www.ehu.eus/imacris/PIE05/web/terminos/RadioIonico.htm