logo

TechCodeview

Razumevanje trendov atomskega polmera: 2 ključni načeli

funkcija_atomski polmer

Potrebujete informacije o trendih atomskega radija? Kakšen je trend glede atomskega radija? V tem priročniku jasno bomo razložili trende atomskega radija in njihovo delovanje. Razpravljali bomo tudi o izjemah od trendov in o tem, kako lahko te informacije uporabite kot del širšega razumevanja kemije.

Preden se potopimo v trende atomskega radija, si oglejmo nekaj osnovnih izrazov. Atom je osnovna enota kemijskega elementa, kot so vodik, helij, kalij itd. Polmer je razdalja med središčem predmeta in njegovim zunanjim robom.

Atomski radij je polovica razdalje med jedrima dveh atomov. Atomski polmeri se merijo v pikometrih (en pikometer je enak eni bilijoninki metra). Vodik (H) ima najmanjši povprečni atomski radij pri približno 25 pm, medtem ko ima cezij (Cs) največji povprečni radij pri približno 260 pm.

Kakšni so trendi atomskega polmera? Kaj jih povzroča?

Obstajata dva glavna trenda atomskega polmera. En trend atomskega polmera se pojavi, ko se premikate levo proti desni po periodnem sistemu (premikanje znotraj obdobja), drugi trend pa se pojavi, ko se premikate z vrha periodnega sistema navzdol (premikanje znotraj skupine). Spodaj je periodni sistem s puščicami, ki prikazujejo, kako se spreminjajo atomski polmeri da vam pomaga razumeti in vizualizirati vsak trend atomskega radija. Na koncu tega razdelka je grafikon z ocenjenim empiričnim atomskim polmerom za vsak element.

leksikografski red

pte

Trend atomskega polmera 1: Atomski radiji se skozi obdobje zmanjšujejo od leve proti desni

Prvi periodični trend atomskega polmera je ta atomska velikost se zmanjšuje, ko se premikate levo proti desni čez obdobje. V obdobju elementov se vsak nov elektron doda isti lupini. Ko se doda elektron, se jedru doda tudi nov proton, kar daje jedru močnejši pozitivni naboj in večjo jedrsko privlačnost.

To pomeni, da ko je dodanih več protonov, jedro dobi močnejši pozitivni naboj, ki nato močneje pritegne elektrone in jih potegne bližje jedru atoma. Če se elektroni približajo jedru, se radij atoma zmanjša.

Če primerjamo ogljik (C) z atomskim številom 6 in fluor (F) z atomskim številom 9, lahko na podlagi trendov atomskega polmera ugotovimo, da atom ogljika bo imel večji polmer kot atom fluora ker bodo trije dodatni protoni, ki jih ima fluor, potegnili njegove elektrone bližje jedru in zmanjšali polmer fluora. In to je res; ogljik ima povprečni atomski radij okoli 70 pm, medtem ko je fluor približno 50 pm.

skrbnik PowerShell

Trend atomskega polmera 2: Atomski radiji se povečujejo, ko se premikate po skupini navzdol

Drugi periodični trend atomskega polmera je ta atomski polmeri se povečujejo, ko se premikate navzdol v skupini v periodnem sistemu. Za vsako skupino, ki jo premaknete navzdol, atom dobi dodatno elektronsko lupino. Vsaka nova lupina je bolj oddaljena od jedra atoma, kar poveča atomski polmer.

Čeprav mislite, da bi valenčne elektrone (tiste v najbolj oddaljeni lupini) pritegnilo jedro, zaščita elektronov preprečuje, da bi se to zgodilo. Elektronska zaščita se nanaša na zmanjšano privlačnost med zunanjimi elektroni in jedrom atoma, kadar koli ima atom več kot eno elektronsko lupino. Zaradi elektronske zaščite se valenčni elektroni ne približajo posebej središču atoma in ker se ne morejo tako približati, ima atom večji polmer.

Na primer, kalij (K) ima večji povprečni atomski polmer (220 pm) kot natrij (Na) (180 pm). Atom kalija ima dodatno elektronsko lupino v primerjavi z atomom natrija, kar pomeni, da so njegovi valenčni elektroni dlje od jedra, kar daje kaliju večji atomski radij.

Empirični atomski polmeri

Atomsko število Simbol Ime elementa Empirični atomski polmer (pm)
1 H vodik 25
2 On Helij Ne hodi na zmenke
3 to Litij 145
4 Bodi Berilij 105
5 B bor 85
6 C Ogljik 70
7 n Dušik 65
8 O kisik 60
9 F Fluor petdeset
10 ja Neon Ne hodi na zmenke
enajst Že Natrij 180
12 Mg magnezij 150
13 Za Aluminij 125
14 ja Silicij 110
petnajst p fosfor 100
16 S Žveplo 100
17 Cl Klor 100
18 z Argon Ne hodi na zmenke
19 K kalij 220
dvajset to kalcij 180
enaindvajset sc skandij 160
22 od Titan 140
23 IN vanadij 135
24 Kr Chromium 140
25 Mn Mangan 140
26 vera Železo 140
27 Co Kobalt 135
28 noter Nikelj 135
29 z baker 135
30 Zn Cink 135
31 Tukaj Galij 130
32 Ge Germanij 125
33 Kot arzen 115
3. 4 ON Selen 115
35 Br Brom 115
36 NOK kripton Ne hodi na zmenke
37 Rb Rubidij 235
38 Sr Stroncij 200
39 IN Itrij 180
40 Zr Cirkonij 155
41 Nb Niobij 145
42 Mo molibden 145
43 Tc tehnecij 135
44 Ru Rutenij 130
Štiri Rh Rodij 135
46 Pd paladij 140
47 pri Srebrna 160
48 Cd kadmij 155
49 noter Indij 155
petdeset Sn Verjeti 145
51 Sb Antimon 145
52 The Telur 140
53 jaz jod 140
54 avto Ksenon Ne hodi na zmenke
55 Cs cezij 260
56 ne Barij 215
57 The Lantan 195
58 to Cerij 185
59 Pr Prazeodim 185
60 Nd Neodim 185
61 Pm Prometij 185
62 Sm Samarij 185
63 Eu Europij 185
64 Gd gadolinij 180
65 Tb Terbij 175
66 Tisti disprozij 175
67 Za Holmij 175
68 je Erbij 175
69 Tm Tulij 175
70 Yb iterbij 175
71 Lu Pariz 175
72 Hf Hafnij 155
73 Soočenje tantal 145
74 IN volfram 135
75 Re Renij 135
76 Ti Osmij 130
77 in Iridij 135
78 Pt Platina 135
79 pri zlato 135
80 Hg Merkur 150
81 Tl Talij 190
82 Pb Svinec 180
83 Z Bizmut 160
84 Po Polonij 190
85 pri Astatin Ne hodi na zmenke
86 Rn Radon Ne hodi na zmenke
87 Fr francij Ne hodi na zmenke
88 sonce Radij 215
89 in aktinij 195
90 čet Torij 180
91 Pa Protaktinij 180
92 IN Uran 175
93 Npr Neptun 175
94 Lahko Plutonij 175
95 Am Americij 175
96 Cm Curium Ne hodi na zmenke
97 kk Berkelij Ne hodi na zmenke
98 Cf Kalifornija Ne hodi na zmenke
99 je Einsteinij Ne hodi na zmenke
100 Fm Fermij Ne hodi na zmenke
101 Md Mendelejev Ne hodi na zmenke
102 št Plemeniti Ne hodi na zmenke
103 Lr Lawrencium Ne hodi na zmenke
104 Rf Rutherfordium Ne hodi na zmenke
105 Db Dubnij Ne hodi na zmenke
106 Sg Seaborgium Ne hodi na zmenke
107 Bh Bohrium Ne hodi na zmenke
108 Hs Hasium Ne hodi na zmenke
109 Mt Meitnerij Ne hodi na zmenke
110 Ds Darmstadtium Ne hodi na zmenke
111 Rg Rentgenij Ne hodi na zmenke
112 Cn Kopernik Ne hodi na zmenke
113 Nh Nihonij Ne hodi na zmenke
114 noter Flerovij Ne hodi na zmenke
115 Mc Moscovium Ne hodi na zmenke
116 Lv Livermorij Ne hodi na zmenke
117 Ts Tennessine Ne hodi na zmenke
118 in Oganesson Ne hodi na zmenke
Vir: Webelements

3 Izjeme pri trendih atomskega polmera

Dva trenda atomskega radija, o katerih smo razpravljali zgoraj, veljata za večino periodnega sistema elementov. Vendar pa obstaja nekaj izjem od teh trendov.

moj kriket v živo

Izjema so žlahtni plini. Šest žlahtnih plinov v skupini 18 periodnega sistema so helij (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) in radon (Rn). Žlahtni plini so izjema, ker se vežejo drugače kot drugi atomi, in atomi žlahtnih plinov se ne približajo tako drug drugemu, ko se vežejo. Ker je atomski polmer polovica razdalje med jedri dva atomi, kako blizu so ti atomi drug drugemu, vpliva na atomski polmer.

Vsak od žlahtnih plinov ima svojo najbolj oddaljeno elektronsko lupino popolnoma zapolnjeno, kar pomeni več atomov žlahtnega plina držijo skupaj Van der Waalsove sile in ne vezi. Van der Waalsove sile niso tako močne kot kovalentne vezi, zato se dva atoma, povezana z Van der Waalsovimi silami, ne približata tako drug drugemu kot dva atoma, povezana s kovalentno vezjo. To pomeni, da bi bili radiji žlahtnih plinov precenjeni, če bi poskušali najti njihove empirične radije, zato noben od žlahtnih plinov nima empiričnega polmera in zato ne sledi trendom atomskega polmera.

Spodaj je zelo poenostavljen diagram štirih atomov, vsi približno enake velikosti. Zgornja dva atoma sta povezana s kovalentno vezjo, kar povzroča nekaj prekrivanja med atomi. Spodnja dva atoma sta atoma žlahtnega plina in sta povezana z Van der Waalsovimi silami, ki atomoma ne dovolita, da bi se tako približali. Rdeče puščice predstavljajo razdaljo med jedri. Polovica te razdalje je enaka atomskemu polmeru. Kot vidite, čeprav so vsi štirje atomi približno enako veliki, je polmer žlahtnega plina veliko večji od polmera drugih atomov. Če bi primerjali oba polmera, bi bili atomi žlahtnega plina videti večji, čeprav niso. Vključitev radijev žlahtnih plinov bi ljudem dala netočno predstavo o tem, kako veliki so atomi žlahtnih plinov. Ker se atomi žlahtnih plinov vežejo drugače, njihovih polmerov ni mogoče primerjati s polmeri drugih atomov, zato ne sledijo trendom atomskih radijev.

atomi

Druge izjeme vključujejo serije lantanidov in serije aktinidov na dnu periodnega sistema. Te skupine elementov se razlikujejo od večine preostalega periodnega sistema in ne sledijo številnim trendom kot drugi elementi. Nobena serija nima jasnega trenda atomskega polmera.

json datoteko

telesna_kemija

Kako lahko uporabite te podatke?

Čeprav vam v vsakdanjem življenju verjetno ne bo treba poznati atomskega polmera različnih elementov, so te informacije še vedno lahko koristne, če študirate kemijo ali drugo sorodno področje. Ko razumete vsak ključni trend obdobja atomskega polmera, je lažje razumeti druge informacije o elementih.

Spomnite se lahko na primer, da so žlahtni plini izjema pri trendih atomskega radija, ker imajo polno zunanjo elektronsko lupino. Zaradi teh zunanjih elektronskih lupin so žlahtni plini inertni in stabilni. Ta stabilnost je lahko priročna. Na primer, baloni so običajno napolnjeni s helijem, ne z vodikom, ker je helij veliko bolj stabilen in zato manj vnetljiv ter varnejši za uporabo.

Za oceno, kako reaktivni bodo različni elementi, lahko uporabite tudi atomske radije. Atomi z manjšimi radiji so bolj reaktivni kot atomi z večjimi radiji. Halogeni (v skupini 17) imajo najmanjše povprečne radije v periodnem sistemu. Fluor ima najmanjši atomski radij med halogeni (kar je glede na trende smiselno), zaradi česar je zelo reaktiven. Že samo dodajanje fluora vodi povzroči plamene, ko se fluor spremeni v plin.

Povzetek: Atomski polmer periodičnih trendov

Obstajata dva glavna trenda atomskega polmera. Prvi periodični trend atomskega polmera je, da se atomski radiji povečujejo, ko se premikate navzdol v skupini. To je posledica elektronske zaščite. Ko se doda dodatna lupina, so ti novi elektroni dlje od atomskega jedra, kar poveča atomski polmer. Drugi periodični trend atomskega polmera je, da se velikost atoma zmanjšuje s premikanjem od leve proti desni skozi obdobje ker močnejši pozitivni naboj atoma zaradi večjega števila protonov močneje privlači elektrone in jih vleče bližje jedru, kar zmanjša velikost atoma.

c niz programskega niza

Obstaja nekaj izjem od teh trendov, predvsem žlahtni plini, ki ne tvorijo vezi tako, kot jih večina drugih atomov, ter serije lantanoidov in aktinidov. Te informacije lahko uporabite za boljše razumevanje periodnega sistema, kako se atomi povezujejo in zakaj so nekateri elementi bolj reaktivni kot drugi.

Kaj je naslednje?

Morate obnoviti svojo molekularno kemijo?Pregled različne vrste hidratov , kako deluje elektronegativnost in uporabe (in omejitve) Bohrovega atomskega modela.

Obiskujete napredno kemijo in potrebujete pomoč?Imamo študijske vodnike za kemijo AP in kemijo IB ter splošni pregled kemije Regents za srednješolce v New Yorku.

Se potopite v čudoviti svet biokemije?Spoznajte šest vrst encimov in kemično sestavo nukleotidov.