Skillnaden mellan atomradie och jonradie

Atomradien och jonradien är två begrepp som är lika men inte samma. Båda är mått på den faktiska storleken på atomer respektive joner. Samma grundämne kan ha både atomradie och jonradie, och kan till och med ha flera av de senare, beroende på de olika valenser som det kan anta i de olika kemiska föreningar som det bildar.

Därefter ska vi se vad dessa två begrepp syftar på och hur de skiljer sig från varandra.

Vad är atomradie?

Atomradien är en egenskap hos kemiska grundämnen som definieras som hälften av det genomsnittliga avståndet mellan kärnorna hos två identiska atomer som är sammanbundna .

Det är ett koncept som ger oss en uppfattning om storleken på atomer i deras elementära tillstånd. Man måste dock se till att inte tolka atomradie som bevis på att atomer är sfärer med en bestämd radie. Faktum är att atomer är uppbyggda av en kärna omgiven av ett moln av elektroner och detta moln är i allmänhet allt annat än sfäriskt; inte heller har den skarpa gränser som de flesta illustrationer som visar en representation av atomradien antyder.

Med detta sagt råder det ingen tvekan om att vissa atomer är större än andra och begreppet atomradie är mycket användbart för att få en uppfattning om vilka som är större och vilka som är mindre.

Hur bestäms atomradien?

Atomradien kan erhållas från den kristallina strukturen av elementen i fast tillstånd. Den kristallina strukturen kan i sin tur erhållas genom tekniken röntgen-, neutron- eller elektrondiffraktion, en teknik genom vilken vi kan hitta hur atomerna packas i kristallens enhetscell och vilka dimensioner cellen har. När strukturen är löst och positionerna för alla atomer i enhetscellen är kända, beräknas atomradien som halva avståndet mellan kärnorna i två intilliggande atomer.

Faktorer som påverkar atomradien

Det finns många faktorer som påverkar atomradien och ger upphov till den periodiska variationen av denna egenskap. Den viktigaste faktorn är den effektiva kärnladdningen, som inte är något annat än den faktiska elektriska laddningen som känns av de yttersta elektronerna som ett resultat av avskärmningen av de innersta elektronerna.

Eftersom när vi rör oss från vänster till höger genom en period i det periodiska systemet ökar den effektiva kärnladdningen, så attraheras valenselektronerna mer till kärnan, så det yttersta elektronmolnet blir mindre. Konsekvensen av detta är att atomradien minskar.

Å andra sidan, när vi går ner en grupp i tabellen går vi från en energinivå till en högre, så det genomsnittliga avståndet mellan elektronerna och kärnan ökar. Följaktligen ökar atomradien från topp till botten.

Vad är jonradius?

Jonradien definieras på ett liknande sätt som atomradien, förutom att det i detta fall är avståndet mellan kärnorna i två monoatomiska joner, en katjon och en anjon. Jonradien är avståndet mellan kärnan i en jon och dess yttersta elektroner, det vill säga dess valenselektroner . Till skillnad från atomradie kan jonradien inte beräknas som halva avståndet mellan två joner i en kristall, eftersom joner med samma laddning inte binder med varandra utan med joner med motsatt laddning. Det totala avståndet mellan kärnorna i två motjoner är dock summan av båda jonradierna.

Hur bestäms jonradien?

Jonradien bestäms på samma sätt som atomradien, det vill säga genom formen och dimensionerna av den kristallina strukturen hos joniska fasta ämnen. Denna struktur kan i sin tur erhållas genom tekniker som röntgendiffraktion, neutrondiffraktion och elektrondiffraktion, för att nämna några. Men eftersom det inte finns något direkt sätt att bestämma radien för en viss isolerad jon, är det bästa man kan göra att uppskatta jonradien för en och genom jämförelse hitta de för de andra jonerna som den är associerad med.

Jonradien är mer variabel än atomradien, eftersom jonbindningens natur varierar beroende på atomerna som är bundna. Dessutom är jonbindningen aldrig 100 % jonisk och har alltid en variabel kovalent karaktär, vilket gör att jonradien varierar från en förening till en annan. Sålunda, när värdet på jonradien för en viss jon rapporteras är det faktiskt ett medelvärde bland ett stort antal experimentella bestämningar, varför jonradien sällan summerar till den kristallina cellens faktiska dimensioner.

Faktorer som påverkar jonisk radie

Förutom att också påverkas av den effektiva kärnladdningen som valenselektronerna känner, är den mest avgörande faktorn för ett elements jonradie laddningen på jonen.

Anjoner, det vill säga de joner som har ett överskott av elektroner och därför har en negativ nettoladdning, har vanligtvis en större jonradie än katjoner med ett liknande antal elektroner. Dessutom, ju större laddning som bärs av jonen, desto större är jonradien för samma grundämne.

Å andra sidan bildas positivt laddade joner, det vill säga katjoner, genom förlust av elektroner från det neutrala elementet. Detta minskar repulsionen mellan elektronerna och ökar den effektiva kärnladdningen, så att elektronmolnet drar ihop sig, vilket ger upphov till en mindre jon. Ju högre laddning på jonen, desto mer kan elektronmolnet dra ihop sig, så desto mindre blir jonradien.

Sammanfattning av skillnaderna mellan atomradie och jonradie

Följande tabell sammanfattar de viktigaste skillnaderna mellan atomära och joniska radier baserat på olika kriterier:

Referenser

Chang, R. (2002). Fysikalisk kemi (1: ^{a uppl.} ). MCGRAW HILL UTBILDNING.

Chang, R. (2021). Chemistry (11: ^{e upplagan} ). MCGRAW HILL UTBILDNING.

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

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

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