Potřebujete informace o trendech atomového poloměru? Jaký je trend pro atomový poloměr? V tomto průvodci jasně vysvětlíme trendy atomového poloměru a jak fungují. Budeme také diskutovat o výjimkách z trendů a o tom, jak můžete tyto informace použít jako součást širšího porozumění chemii.

příklad třídy java

Než se ponoříme do trendů atomového poloměru, zopakujme si některé základní pojmy. Atom je základní jednotkou chemického prvku, jako je vodík, helium, draslík atd. Poloměr je vzdálenost mezi středem předmětu a jeho vnějším okrajem.

Atomový poloměr je polovina vzdálenosti mezi jádry dvou atomů. Atomové poloměry se měří v pikometrech (jeden pikometr se rovná jedné biliontině metru). Vodík (H) má nejmenší průměrný atomový poloměr asi 25 pm, zatímco cesium (Cs) má největší průměrný poloměr asi 260 pm.

Jaké jsou trendy atomového poloměru? Co je způsobuje?

Existují dva hlavní trendy atomového poloměru. Jeden trend atomového poloměru nastává, když se pohybujete zleva doprava po periodické tabulce (pohyb v rámci periody), a druhý trend nastává, když se pohybujete od vrcholu periodické tabulky dolů (pohyb v rámci skupiny). Níže je periodická tabulka se šipkami ukazujícími, jak se mění atomové poloměry které vám pomohou porozumět a vizualizovat každý trend atomového poloměru. Na konci této části je graf s odhadovaným empirickým atomovým poloměrem pro každý prvek.

Trend atomového poloměru 1: Pokles atomových poloměrů zleva doprava v průběhu období

První periodický trend atomového poloměru je takový velikost atomů se zmenšuje, jak se pohybujete zleva doprava po období. Během období prvků je každý nový elektron přidán do stejného obalu. Když se přidá elektron, přidá se k jádru také nový proton, který dodá jádru silnější kladný náboj a větší jadernou přitažlivost.

To znamená, že když se přidá více protonů, jádro získá silnější kladný náboj, který pak přitahuje elektrony silněji a přitahuje je blíže k jádru atomu. Elektrony přitažené blíže k jádru zmenšují poloměr atomu.

Porovnáním uhlíku (C) s atomovým číslem 6 a fluoru (F) s atomovým číslem 9 můžeme říci, že na základě trendů atomového poloměru, atom uhlíku bude mít větší poloměr než atom fluoru protože tři další protony fluoru přitáhnou jeho elektrony blíže k jádru a zmenší poloměr fluoru. A to je pravda; uhlík má průměrný atomový poloměr asi 70 pm, zatímco fluor je asi 50 pm.

Atomic Radius Trend 2: Atomic Poloměry se zvyšují, když se pohybujete ve skupině dolů

Druhý periodický trend atomového poloměru je ten atomové poloměry se zvyšují, když se pohybujete dolů ve skupině v periodické tabulce. Za každou skupinu, kterou posunete dolů, atom získá další elektronový obal. Každý nový obal je dále od jádra atomu, což zvyšuje atomový poloměr.

I když si můžete myslet, že valenční elektrony (ty ve vnějším obalu) by byly přitahovány k jádru, elektronové stínění tomu brání. Stínění elektronů se týká snížené přitažlivosti mezi vnějšími elektrony a jádrem atomu, kdykoli má atom více než jeden elektronový obal. Takže kvůli stínění elektronů se valenční elektrony nedostanou příliš blízko ke středu atomu, a protože se nemohou dostat tak blízko, atom má větší poloměr.

Například draslík (K) má větší průměrný atomový poloměr (220 pm) než sodík (Na) (180 pm). Atom draslíku má ve srovnání s atomem sodíku elektronový obal navíc, což znamená, že jeho valenční elektrony jsou dále od jádra, což dává draslíku větší atomový poloměr.

Empirické atomové poloměry

Zdroj: Webelements

3 Výjimky z trendů atomového poloměru

Dva trendy atomového poloměru, o kterých jsme hovořili výše, platí pro většinu periodické tabulky prvků. Existuje však několik výjimek z těchto trendů.

Jedinou výjimkou jsou vzácné plyny. Šest vzácných plynů ve skupině 18 periodické tabulky je helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe) a radon (Rn). Vzácné plyny jsou výjimkou, protože se vážou jinak než ostatní atomy, a atomy vzácných plynů se při spojování nedostanou tak blízko k sobě. Protože atomový poloměr je polovina vzdálenosti mezi jádry dva atomů, jak blízko jsou tyto atomy u sebe, ovlivňuje atomový poloměr.

Každý ze vzácných plynů má svůj nejvzdálenější elektronový obal zcela zaplněný, což znamená více atomů vzácných plynů je drženo pohromadě Van der Waalsovými silami spíše než prostřednictvím vazeb. Van der Waalsovy síly nejsou tak silné jako kovalentní vazby, takže dva atomy spojené Van der Waalsovými silami se k sobě nedostanou tak blízko jako dva atomy spojené kovalentní vazbou. To znamená, že poloměry vzácných plynů by byly nadhodnoceny, pokud bychom se pokusili najít jejich empirické poloměry, takže žádný ze vzácných plynů nemá empirický poloměr, a proto nesleduje trendy atomového poloměru.

Níže je velmi zjednodušený diagram čtyř atomů, všechny přibližně stejné velikosti. Horní dva atomy jsou spojeny kovalentní vazbou, která způsobuje určité překrývání mezi atomy. Spodní dva atomy jsou atomy vzácného plynu a jsou spojeny Van der Waalsovými silami, které nedovolují atomům dostat se tak blízko k sobě. Červené šipky představují vzdálenost mezi jádry. Polovina této vzdálenosti se rovná atomovému poloměru. Jak můžete vidět, i když jsou všechny čtyři atomy přibližně stejně velké, poloměr vzácných plynů je mnohem větší než poloměr ostatních atomů. Porovnáním těchto dvou poloměrů by atomy vzácných plynů vypadaly větší, i když nejsou. Zahrnutí poloměrů vzácných plynů by lidem poskytlo nepřesnou představu o tom, jak velké jsou atomy vzácných plynů. Protože se atomy vzácných plynů vážou odlišně, jejich poloměry nelze srovnávat s poloměry jiných atomů, takže nesledují trendy atomových poloměrů.

Mezi další výjimky patří řada lanthanoidů a řada aktinidů ve spodní části periodické tabulky. Tyto skupiny prvků se liší od většiny zbytku periodické tabulky a nesledují mnoho trendů jako ostatní prvky. Ani jedna série nemá jasný trend atomového poloměru.

řetězec ti int

Jak můžete tyto informace použít?

I když pravděpodobně nebudete potřebovat znát atomový poloměr různých prvků ve svém každodenním životě, tyto informace mohou být užitečné, pokud studujete chemii nebo jiný související obor. Jakmile pochopíte každý klíčový trend periody atomového poloměru, bude snazší porozumět dalším informacím o prvcích.

Například si můžete pamatovat, že vzácné plyny jsou výjimkou z trendů atomového poloměru, protože mají plný vnější elektronový obal. Tyto vnější elektronové obaly také činí vzácné plyny inertními a stabilními. Ta stabilita se může hodit. Například balónky jsou obvykle plněny heliem, nikoli vodíkem, protože hélium je mnohem stabilnější, a proto je méně hořlavé a bezpečnější k použití.

Můžete také použít atomové poloměry k odhadu, jak budou různé prvky reaktivní. Atomy s menšími poloměry jsou reaktivnější než atomy s většími poloměry. Halogeny (ve skupině 17) mají nejmenší průměrné poloměry v periodické tabulce. Fluor má nejmenší atomový poloměr z halogenů (což dává smysl na základě trendů), a proto je vysoce reaktivní. Pouhé přidání fluoru do vody způsobí plameny, protože se fluor promění v plyn.

Shrnutí: Periodické trendy atomového poloměru

Existují dva hlavní trendy atomového poloměru. První periodický trend atomového poloměru je ten, že se atomové poloměry zvyšují, když se pohybujete ve skupině dolů. To je způsobeno elektronovým stíněním. Když je přidán další obal, tyto nové elektrony jsou dále od jádra atomu, což zvyšuje atomový poloměr. Druhým periodickým trendem atomového poloměru je, že velikost atomu klesá pohybem zleva doprava v průběhu periody protože silnější kladný náboj atomu v důsledku toho, že má více protonů, přitahuje elektrony silněji a přitahuje je blíže k jádru, čímž se zmenšuje velikost atomu.

Existuje několik výjimek z těchto trendů, zejména vzácné plyny, které netvoří vazby jako většina ostatních atomů, a řada lanthanoidů a aktinidů. Tyto informace můžete použít k lepšímu pochopení periodické tabulky, jak se atomy vážou a proč jsou některé prvky reaktivnější než jiné.

Co bude dál?

Potřebujete si oprášit molekulární chemii?Posouzení různé druhy hydrátů , jak funguje elektronegativita a použití (a omezení) Bohrova atomového modelu.

Užíváte pokročilou chemii a potřebujete pomoc?Máme studijní příručky pro AP Chem a IB Chemistry a také obecný přehled Regents Chemistry pro studenty středních škol v New Yorku.

Ponoříte svůj palec do úžasného světa biochemie?Přečtěte si o šesti typech enzymů a chemickém složení nukleotidů.