Forskjellen mellom atomradius og ionisk radius

Atomradius og ionisk radius er to konsepter som er like, men ikke like. Begge er mål på den faktiske størrelsen på henholdsvis atomer og ioner. Det samme grunnstoffet kan ha både atomradius og ioneradius, og kan til og med ha flere av de sistnevnte, avhengig av de ulike valensene det kan anta i de forskjellige kjemiske forbindelsene det danner.

Deretter skal vi se hva disse to konseptene refererer til og hvordan de skiller seg fra hverandre.

Hva er atomradius?

Atomradiusen er en egenskap ved kjemiske elementer som er definert som halvparten av den gjennomsnittlige avstanden mellom kjernene til to identiske atomer som er bundet sammen .

Det er et konsept som gir oss en idé om størrelsen på atomer i deres elementære tilstand. Imidlertid må man passe på å ikke tolke atomradius som bevis på at atomer er kuler med en bestemt radius. Faktisk er atomer bygd opp av en kjerne omgitt av en sky av elektroner og denne skyen er generelt alt annet enn sfærisk; den har heller ikke skarpe grenser som de fleste illustrasjoner som viser en representasjon av atomradius antyder.

Når dette er sagt, er det ingen tvil om at noen atomer er større enn andre, og konseptet med atomradius er veldig nyttig for å få en ide om hvilke som er større og hvilke som er mindre.

Hvordan bestemmes atomradiusen?

Atomradiusen kan fås fra den krystallinske strukturen til elementene i fast tilstand. I sin tur kan den krystallinske strukturen oppnås gjennom teknikken med røntgen-, nøytron- eller elektrondiffraksjon, en teknikk der vi kan finne hvordan atomene er pakket i enhetscellen til krystallen og hva er dimensjonene til nevnte celle. Når strukturen er løst og posisjonene til alle atomene i enhetscellen er kjent, beregnes atomradiusen som halvparten av avstanden mellom kjernene til to tilstøtende atomer.

Faktorer som påvirker atomradius

Det er mange faktorer som påvirker atomradius og gir opphav til den periodiske variasjonen av denne egenskapen. Den viktigste faktoren er den effektive kjerneladningen, som ikke er noe annet enn den faktiske elektriske ladningen som føles av de ytterste elektronene som følge av skjermingen av de innerste elektronene.

Siden når vi beveger oss fra venstre til høyre gjennom en periode i det periodiske system, øker den effektive kjerneladningen, blir valenselektronene mer tiltrukket av kjernen, slik at den ytterste elektronskyen blir mindre. Konsekvensen av dette er at atomradiusen avtar.

På den annen side, når vi går nedover en gruppe i tabellen, går vi fra ett energinivå til et høyere, så den gjennomsnittlige avstanden mellom elektronene og kjernen øker. Følgelig øker atomradiusen fra topp til bunn.

Hva er ionisk radius?

Ioneradius er definert på lignende måte som atomradius, bortsett fra at det i dette tilfellet er avstanden mellom kjernene til to monoatomiske ioner, et kation og et anion. Den ioniske radius er avstanden mellom kjernen til et ion og dets ytterste elektroner, det vil si valenselektronene . I motsetning til atomradius, kan ikke ioneradius beregnes som halvparten av avstanden mellom to ioner i en krystall, siden ioner med samme ladning ikke binder seg til hverandre, men med ioner med motsatt ladning. Imidlertid er den totale avstanden mellom kjernene til to motioner summen av begge ioniske radier.

Hvordan bestemmes ioneradius?

Ioneradiusen bestemmes på samme måte som atomradiene, det vil si gjennom formen og dimensjonene til den krystallinske strukturen til ioniske faste stoffer. På sin side kan denne strukturen oppnås gjennom teknikker som røntgendiffraksjon, nøytrondiffraksjon og elektrondiffraksjon, for å nevne noen. Men siden det ikke er noen direkte måte å bestemme radiusen til et bestemt isolert ion, så er det beste å gjøre å estimere ioneradiusen til en og ved sammenligning finne de til de andre ionene den er assosiert med.

Den ioniske radiusen er mer variabel enn atomradiusen, siden arten av den ioniske bindingen varierer avhengig av atomene som er bundet. I tillegg er den ioniske bindingen aldri 100 % ionisk og har alltid en variabel kovalent karakter, noe som gjør at ioneradiusen varierer fra en forbindelse til en annen. Når verdien av ioneradiusen til et visst ion rapporteres, er det altså et gjennomsnitt blant et stort antall eksperimentelle bestemmelser, og det er grunnen til at ioneradiusene sjelden summerer seg til de faktiske dimensjonene til den krystallinske cellen.

Faktorer som påvirker ionisk radius

I tillegg til også å være påvirket av den effektive kjerneladningen som føles av valenselektronene, er den mest avgjørende faktoren for et elements ioniske radius ladningen på ionet.

Anioner, det vil si de ionene som har et overskudd av elektroner og derfor har en netto negativ ladning, har vanligvis en større ionisk radius enn kationer med et tilsvarende antall elektroner. Videre, jo større ladning som bæres av ionet, desto større er ioneradius for det samme elementet.

På den annen side dannes positivt ladede ioner, det vil si kationer, ved tap av elektroner fra det nøytrale elementet. Dette reduserer frastøtingen mellom elektronene og øker den effektive kjerneladningen, slik at elektronskyen trekker seg sammen og gir opphav til et mindre ion. Jo høyere ladning på ionet, jo mer kan elektronskyen trekke seg sammen, så jo mindre ionisk radius.

Oppsummering av forskjellene mellom atomradius og ioneradius

Følgende tabell oppsummerer de viktigste forskjellene mellom atomære og ioniske radier basert på forskjellige kriterier:

Referanser

Chang, R. (2002). Fysisk kjemi (1. ^utg .). MCGRAW HILL UTDANNING.

Chang, R. (2021). Kjemi (11. ^utgave ). MCGRAW HILL UTDANNING.

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

Atomradius og ionisk radius . (nd). Ren kjemi. 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