Tabla de Contenidos
Η ατομική ακτίνα και η ιοντική ακτίνα είναι δύο έννοιες που είναι παρόμοιες αλλά όχι ίδιες. Και τα δύο είναι μέτρα του πραγματικού μεγέθους των ατόμων και των ιόντων, αντίστοιχα. Το ίδιο στοιχείο μπορεί να έχει τόσο ατομική ακτίνα όσο και ιοντική ακτίνα και μπορεί να έχει και αρκετές από τις τελευταίες, ανάλογα με τα διαφορετικά σθένη που μπορεί να λάβει στις διαφορετικές χημικές ενώσεις που σχηματίζει.
Στη συνέχεια, θα δούμε σε τι αναφέρονται αυτές οι δύο έννοιες και πώς διαφέρουν μεταξύ τους.
Τι είναι η ατομική ακτίνα;
Η ατομική ακτίνα είναι μια ιδιότητα των χημικών στοιχείων που ορίζεται ως το ήμισυ της μέσης απόστασης μεταξύ των πυρήνων δύο όμοιων ατόμων που είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους .
Είναι μια ιδέα που μας παρέχει μια ιδέα για το μέγεθος των ατόμων στη στοιχειώδη τους κατάσταση. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί μέριμνα ώστε η ατομική ακτίνα να μην ερμηνεύεται ως απόδειξη ότι τα άτομα είναι σφαίρες με καθορισμένη ακτίνα. Στην πραγματικότητα, τα άτομα αποτελούνται από έναν πυρήνα που περιβάλλεται από ένα νέφος ηλεκτρονίων και αυτό το νέφος είναι γενικά κάθε άλλο παρά σφαιρικό. ούτε έχει αιχμηρά όρια όπως υποδηλώνουν οι περισσότερες εικόνες που δείχνουν μια αναπαράσταση της ατομικής ακτίνας.
Τούτου λεχθέντος, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ορισμένα άτομα είναι μεγαλύτερα από άλλα και η έννοια της ατομικής ακτίνας είναι πολύ χρήσιμη για να πάρετε μια ιδέα για το ποια είναι μεγαλύτερα και ποια είναι μικρότερα.
Πώς προσδιορίζεται η ατομική ακτίνα;
Η ατομική ακτίνα μπορεί να ληφθεί από την κρυσταλλική δομή των στοιχείων σε στερεή κατάσταση. Με τη σειρά του, η κρυσταλλική δομή μπορεί να ληφθεί μέσω της τεχνικής περίθλασης ακτίνων Χ, νετρονίων ή ηλεκτρονίων, μια τεχνική μέσω της οποίας μπορούμε να βρούμε πώς συσκευάζονται τα άτομα στο μοναδιαίο κύτταρο του κρυστάλλου και ποιες είναι οι διαστάσεις του εν λόγω κυττάρου. Μόλις λυθεί η δομή και γίνουν γνωστές οι θέσεις όλων των ατόμων στο μοναδιαίο κύτταρο, η ατομική ακτίνα υπολογίζεται ως το ήμισυ της απόστασης μεταξύ των πυρήνων δύο γειτονικών ατόμων.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ατομική ακτίνα
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την ατομική ακτίνα και προκαλούν την περιοδική μεταβολή αυτής της ιδιότητας. Ο πιο σημαντικός παράγοντας είναι το ενεργό πυρηνικό φορτίο, το οποίο δεν είναι τίποτα άλλο από το πραγματικό ηλεκτρικό φορτίο που αισθάνονται τα εξώτατα ηλεκτρόνια ως αποτέλεσμα της θωράκισης των εσωτερικών ηλεκτρονίων.
Δεδομένου ότι καθώς κινούμαστε από αριστερά προς τα δεξιά σε μια περίοδο του περιοδικού πίνακα το ενεργό πυρηνικό φορτίο αυξάνεται, τα ηλεκτρόνια σθένους έλκονται περισσότερο από τον πυρήνα, έτσι το εξώτατο νέφος ηλεκτρονίων γίνεται μικρότερο. Συνέπεια αυτού είναι να μειώνεται η ατομική ακτίνα.
Από την άλλη πλευρά, καθώς κατεβαίνουμε μια ομάδα στον πίνακα πηγαίνουμε από ένα επίπεδο ενέργειας σε ένα υψηλότερο, άρα η μέση απόσταση μεταξύ των ηλεκτρονίων και του πυρήνα αυξάνεται. Κατά συνέπεια, η ατομική ακτίνα αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω.
Τι είναι η ιοντική ακτίνα;
Η ιοντική ακτίνα ορίζεται με παρόμοιο τρόπο με την ατομική ακτίνα, με τη διαφορά ότι στην περίπτωση αυτή είναι η απόσταση μεταξύ των πυρήνων δύο μονοατομικών ιόντων, ενός κατιόντος και ενός ανιόντος. Η ιοντική ακτίνα είναι η απόσταση μεταξύ του πυρήνα ενός ιόντος και των εξώτατων ηλεκτρονίων του, δηλαδή των ηλεκτρονίων σθένους . Σε αντίθεση με την ατομική ακτίνα, η ιοντική ακτίνα δεν μπορεί να υπολογιστεί ως η μισή απόσταση μεταξύ δύο ιόντων σε έναν κρύσταλλο, καθώς τα ιόντα του ίδιου φορτίου δεν συνδέονται μεταξύ τους αλλά με ιόντα αντίθετου φορτίου. Ωστόσο, η συνολική απόσταση μεταξύ των πυρήνων δύο αντίθετων ιόντων είναι το άθροισμα και των δύο ιοντικών ακτίνων.
Πώς προσδιορίζεται η ιοντική ακτίνα;
Η ιοντική ακτίνα προσδιορίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως οι ατομικές ακτίνες, δηλαδή μέσω του σχήματος και των διαστάσεων της κρυσταλλικής δομής των ιοντικών στερεών. Με τη σειρά του, αυτή η δομή μπορεί να ληφθεί μέσω τεχνικών όπως η περίθλαση ακτίνων Χ, η περίθλαση νετρονίων και η περίθλαση ηλεκτρονίων, για να αναφέρουμε μερικές. Ωστόσο, δεδομένου ότι δεν υπάρχει άμεσος τρόπος για να προσδιοριστεί η ακτίνα ενός συγκεκριμένου απομονωμένου ιόντος, τότε το καλύτερο που έχετε να κάνετε είναι να εκτιμήσετε την ιοντική ακτίνα ενός και συγκριτικά να βρείτε αυτές των άλλων ιόντων με τα οποία σχετίζεται.
Η ιοντική ακτίνα είναι πιο μεταβλητή από την ατομική ακτίνα, αφού η φύση του ιοντικού δεσμού ποικίλλει ανάλογα με τα άτομα που συνδέονται. Επιπλέον, ο ιονικός δεσμός δεν είναι ποτέ 100% ιοντικός και έχει πάντα έναν μεταβλητό ομοιοπολικό χαρακτήρα, ο οποίος προκαλεί τη διακύμανση της ιοντικής ακτίνας από τη μια ένωση στην άλλη. Έτσι, όταν αναφέρεται η τιμή της ιοντικής ακτίνας ενός συγκεκριμένου ιόντος, είναι στην πραγματικότητα ένας μέσος όρος μεταξύ ενός μεγάλου αριθμού πειραματικών προσδιορισμών, γι’ αυτό και οι ιοντικές ακτίνες σπάνια αθροίζονται στις πραγματικές διαστάσεις του κρυσταλλικού κυττάρου.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ιοντική ακτίνα
Εκτός από το ότι επηρεάζεται επίσης από το ενεργό πυρηνικό φορτίο που γίνεται αισθητό από τα ηλεκτρόνια σθένους, ο πιο καθοριστικός παράγοντας της ιοντικής ακτίνας ενός στοιχείου είναι το φορτίο στο ιόν.
Τα ανιόντα, δηλαδή εκείνα τα ιόντα που έχουν περίσσεια ηλεκτρονίων και επομένως έχουν καθαρό αρνητικό φορτίο, έχουν συνήθως μεγαλύτερη ιοντική ακτίνα από τα κατιόντα με παρόμοιο αριθμό ηλεκτρονίων. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο που μεταφέρει το ιόν, τόσο μεγαλύτερη είναι η ιοντική ακτίνα για το ίδιο στοιχείο.
Από την άλλη, θετικά φορτισμένα ιόντα, δηλαδή κατιόντα, σχηματίζονται από την απώλεια ηλεκτρονίων από το ουδέτερο στοιχείο. Αυτό μειώνει την απώθηση μεταξύ των ηλεκτρονίων και αυξάνει το ενεργό πυρηνικό φορτίο, έτσι το νέφος ηλεκτρονίων συστέλλεται, δημιουργώντας ένα μικρότερο ιόν. Όσο υψηλότερο είναι το φορτίο στο ιόν, τόσο περισσότερο μπορεί να συστέλλεται το νέφος ηλεκτρονίων, άρα τόσο μικρότερη είναι η ιοντική ακτίνα.
Περίληψη των διαφορών μεταξύ ατομικής ακτίνας και ιοντικής ακτίνας
Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τις πιο σημαντικές διαφορές μεταξύ ατομικής και ιοντικής ακτίνας με βάση διαφορετικά κριτήρια:
| Κριτήριο | Ατομικό ραδιόφωνο | ιοντική ακτίνα |
| Ορισμός | Η μισή μέση απόσταση μεταξύ δύο συνδεδεμένων ατομικών πυρήνων σε ένα καθαρό στοιχείο. | Η μέση απόσταση μεταξύ του πυρήνα ενός ιόντος και των εξώτατων, ή σθένους, ηλεκτρονίων του. |
| χρησιμεύει για | Υπολογίστε το μέγεθος των ατόμων. | Υπολογίστε το μέγεθος των ιόντων. |
| Είδος στα οποία ισχύει | Ουδέτερα άτομα. | Ιόντα θετικά και αρνητικά και διαφορετικών φορτίων. |
| Προσδιορισμός | Μέσω τεχνικών περίθλασης. Υπολογίζεται ως η μισή απόσταση μεταξύ δύο συνδεδεμένων πυρήνων. | Μέσω τεχνικών περίθλασης. Υπολογίζεται η ακτίνα ενός ιόντος και βάσει αυτής προσδιορίζονται όλα τα άλλα με σύγκριση. |
| Ακρίβεια | Μπορεί να προσδιοριστεί με καλή ακρίβεια. | Δεν μπορεί να προσδιοριστεί με καλή ακρίβεια. Μπορεί μόνο να εκτιμηθεί. |
| περιοδική τάση | Μειώνεται σε μια περίοδο και αυξάνεται σε μια ομάδα. | Μειώνεται με θετικό φορτίο και αυξάνεται με αρνητικό φορτίο. Μεταξύ των ισοηλεκτρονικών ιόντων μειώνεται με τον ατομικό αριθμό. |
| Μεταβλητότητα | Είναι μια ουσιαστικά σταθερή τιμή για κάθε στοιχείο. | Διαφέρει για το ίδιο ιόν ανάλογα με το αντίθετο ιόν στο οποίο είναι δεσμευμένο στην ιοντική ένωση. |
βιβλιογραφικές αναφορές
Chang, R. (2002). Physical Chemistry (1st ed .). ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ MCGRAW HILL.
Chang, R. (2021). Χημεία (11η έκδ .). ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ MCGRAW HILL.
Educaplus.org. (2021). Ιδιότητες στοιχείων . http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/radio-atomico.html
Ατομική ακτίνα και ιοντική ακτίνα . (ν). Καθαρή χημεία. https://es-puraquimica.weebly.com/radios-atomico-e-ionico.html
Όρος – Ιονική ακτίνα . (ν). EHU.EUS. http://www.ehu.eus/imacris/PIE05/web/terminos/RadioIonico.htm
