logo

TechCodeview

Atomisäteen trendien ymmärtäminen: 2 avainperiaatetta

ominaisuus_atomicradius

Tarvitsetko tietoa atomisäteen trendeistä? Mikä on atomisäteen trendi? Tässä oppaassa Selitämme selkeästi atomisäteen trendit ja miten ne toimivat. Keskustelemme myös trendien poikkeuksista ja siitä, kuinka voit käyttää näitä tietoja osana laajempaa kemian ymmärtämistä.

Ennen kuin sukeltaamme atomisäteen trendeihin, käydään läpi joitain perustermejä. Atomi on kemiallisen alkuaineen, kuten vedyn, heliumin, kaliumin jne. perusyksikkö. Säde on kohteen keskipisteen ja sen ulkoreunan välinen etäisyys.

Atomisäde on puolet kahden atomin ytimien välisestä etäisyydestä. Atomisäteet mitataan pikometreinä (yksi pikometri on yhtä suuri kuin yksi triljoonasosa metristä). Pienin keskimääräinen atomisäde on vedyllä (H) noin 25 pm, kun taas cesiumilla (Cs) on suurin keskimääräinen säde noin 260 pm.

Mitkä ovat atomisäteen trendit? Mikä aiheuttaa niitä?

Atomisäteen päätrendejä on kaksi. Yksi atomisäteen trendi ilmenee, kun siirryt vasemmalta oikealle jaksollisen taulukon poikki (liikkuminen jaksossa), ja toinen trendi ilmenee, kun siirryt jaksollisen taulukon yläosasta alas (liikkuessa ryhmän sisällä). Alla on jaksollinen taulukko nuolilla, jotka osoittavat kuinka atomisäteet muuttuvat auttaa sinua ymmärtämään ja visualisoimaan jokaisen atomisäteen trendin. Tämän osan lopussa on kaavio, jossa on arvioitu empiirinen atomisäde jokaiselle elementille.

uml-kaavio java

pte

Atomisäteen trendi 1: Atomisäteen pieneneminen vasemmalta oikealle jakson poikki

Ensimmäinen atomisäteen jaksollinen trendi on se atomikoko pienenee, kun siirryt vasemmalta oikealle jakson poikki. Elementtien jakson sisällä jokainen uusi elektroni lisätään samaan kuoreen. Kun elektroni lisätään, ytimeen lisätään myös uusi protoni, mikä antaa ytimelle vahvemman positiivisen varauksen ja suuremman ydinvoiman vetovoiman.

Tämä tarkoittaa, että kun protoneja lisätään, ydin saa vahvemman positiivisen varauksen, joka vetää sitten elektronit puoleensa voimakkaammin ja vetää ne lähemmäs atomin ydintä. Elektronit, jotka vedetään lähemmäs ydintä, pienentävät atomin sädettä.

Vertaamalla hiiltä (C) atominumerolla 6 ja fluoria (F), jonka atomiluku on 9, voimme todeta, että atomisäteen trendien perusteella hiiliatomilla on suurempi säde kuin fluoriatomilla koska fluorin kolme ylimääräistä protonia vetää elektroninsa lähemmäs ydintä ja kutistaa fluorin sädettä. Ja tämä on totta; hiilen keskimääräinen atomisäde on noin 70 pm, kun taas fluorin on noin 50 pm.

java korvaa merkkijonossa

Atomisäteen trendi 2: Atomisäteen kasvu, kun siirryt alaspäin ryhmässä

Toinen atomisäteen jaksollinen trendi on se atomisäteet kasvavat, kun liikut alaspäin ryhmässä jaksollisessa taulukossa. Jokaista alaspäin siirtämääsi ryhmää kohti atomi saa ylimääräisen elektronikuoren. Jokainen uusi kuori on kauempana atomin ytimestä, mikä lisää atomin sädettä.

Vaikka saatat ajatella, että valenssielektronit (ne ovat uloimmassa kuoressa) vetäytyisivät ytimeen, elektronien suojaus estää tämän tapahtumisen. Elektronisuojauksella tarkoitetaan vähentynyttä vetovoimaa ulompien elektronien ja atomin ytimen välillä aina, kun atomilla on useampi kuin yksi elektronikuori. Joten elektronisuojauksen vuoksi valenssielektronit eivät pääse erityisen lähelle atomin keskustaa, ja koska ne eivät pääse niin lähelle, atomilla on suurempi säde.

Esimerkiksi kaliumilla (K) on suurempi keskimääräinen atomisäde (220 pm) kuin natriumilla (Na) (180 pm). Kaliumatomilla on ylimääräinen elektronikuori verrattuna natriumatomiin, mikä tarkoittaa, että sen valenssielektronit ovat kauempana ytimestä, mikä antaa kaliumille suuremman atomisäteen.

Empiiriset atomisäteet

Atominumero Symboli Elementin nimi Empiirinen atomisäde (pm)
1 H Vety 25
2 Hän Helium Ei seurustele
3 Että Litium 145
4 Olla Beryllium 105
5 B Boori 85
6 C Hiili 70
7 N Typpi 65
8 O Happi 60
9 F Fluori viisikymmentä
10 Joo Neon Ei seurustele
yksitoista Jo Natrium 180
12 Mg Magnesium 150
13 Kohteeseen Alumiini 125
14 Joo Pii 110
viisitoista P Fosfori 100
16 S Rikki 100
17 Cl Kloori 100
18 Kanssa Argon Ei seurustele
19 K kalium 220
kaksikymmentä Että Kalsium 180
kaksikymmentäyksi Sc Scandium 160
22 of Titaani 140
23 SISÄÄN Vanadiini 135
24 Cr Kromi 140
25 Mn Mangaani 140
26 Usko Rauta 140
27 Co Koboltti 135
28 Sisään Nikkeli 135
29 Kanssa Kupari 135
30 Zn Sinkki 135
31 Tässä Gallium 130
32 Ge germaaniumia 125
33 Kuten Arseeni 115
3. 4 HÄN Seleeni 115
35 Br Bromi 115
36 NOK Krypton Ei seurustele
37 Rb Rubidium 235
38 Sr Strontium 200
39 JA yttrium 180
40 Zr Zirkonium 155
41 Huom Niobium 145
42 Mo Molybdeeni 145
43 Tc Teknetium 135
44 Ru ruteeni 130
Neljä viisi Rh Rodium 135
46 Pd Palladium 140
47 klo Hopea 160
48 CD Kadmium 155
49 Sisään Indium 155
viisikymmentä Sn Usko 145
51 Sb Antimoni 145
52 The Telluuri 140
53 minä Jodi 140
54 Auto Xenon Ei seurustele
55 Cs Cesium 260
56 Ei Barium 215
57 The Lantaani 195
58 Tämä Cerium 185
59 PR Praseodyymi 185
60 Nd Neodyymi 185
61 pm Promethium 185
62 Sm Samarium 185
63 Eu Europium 185
64 Gd Gadolinium 180
65 Tb Terbium 175
66 Nuo Dysprosium 175
67 Vastaanottaja Holmium 175
68 On Erbium 175
69 Tm Thulium 175
70 Yb Ytterbium 175
71 Lu Pariisi 175
72 Hf Hafnium 155
73 Vastakkain Tantaali 145
74 SISÄÄN Volframi 135
75 Re Renium 135
76 Sinä Osmium 130
77 Ja Iridium 135
78 Pt Platina 135
79 klo Kulta 135
80 Hg Merkurius 150
81 Tl Tallium 190
82 Pb Johtaa 180
83 Kanssa Vismutti 160
84 Jälkeen Polonium 190
85 klo Astatiini Ei seurustele
86 Rn Radon Ei seurustele
87 Fr Francium Ei seurustele
88 Aurinko Radium 215
89 Ja Actinium 195
90 Th Torium 180
91 Hyvin Protactinium 180
92 SISÄÄN Uraani 175
93 Esim Neptunus 175
94 Voisi Plutonium 175
95 Olen Americium 175
96 cm Curium Ei seurustele
97 Bk Berkelium Ei seurustele
98 Ks Kalifornia Ei seurustele
99 On Einsteinium Ei seurustele
100 Fm Fermium Ei seurustele
101 Md Mendelejev Ei seurustele
102 Ei Jalo Ei seurustele
103 Lr Lawrencium Ei seurustele
104 Rf Rutherfordium Ei seurustele
105 Db Dubnium Ei seurustele
106 Sg Seaborgium Ei seurustele
107 Bh Bohrium Ei seurustele
108 Hs Hassium Ei seurustele
109 Mt Meitnerium Ei seurustele
110 Ds Darmstadtium Ei seurustele
111 Rg Roentgenium Ei seurustele
112 Cn Kopernikus Ei seurustele
113 Nh Nihonium Ei seurustele
114 Sisään Flerovium Ei seurustele
115 Mc Moskova Ei seurustele
116 Lv Livermorium Ei seurustele
117 Ts Tennessine Ei seurustele
118 Ja Oganesson Ei seurustele
Lähde: Verkkoelementit

3 Poikkeuksia atomisäteen trendeihin

Kaksi atomisäteen suuntausta, joista keskustelimme edellä, pätevät suurimmalle osalle elementtien jaksollisesta taulukosta. Näihin suuntauksiin on kuitenkin muutamia poikkeuksia.

avl puu

Yksi poikkeus on jalokaasut. Kuusi jalokaasua jaksollisen järjestelmän ryhmässä 18 ovat helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), ksenon (Xe) ja radon (Rn). Jalokaasut ovat poikkeus, koska ne sitoutuvat eri tavalla kuin muut atomit, ja jalokaasuatomit eivät pääse niin lähelle toisiaan, kun ne sitoutuvat. Koska atomin säde on puolet ytimien välisestä etäisyydestä kaksi atomeissa, kuinka lähellä ne atomit ovat toisiaan, vaikuttaa atomisäteeseen.

Jokaisen jalokaasun uloin elektronikuori on täysin täytetty, mikä tarkoittaa Van der Waalsin voimat pitävät useita jalokaasuatomeja yhdessä pikemminkin kuin sidosten kautta. Van der Waalsin voimat eivät ole yhtä vahvoja kuin kovalenttiset sidokset, joten kaksi Van der Waalsin voimien yhdistämää atomia eivät pääse niin lähelle toisiaan kuin kaksi kovalenttisella sidoksella yhdistettyä atomia. Tämä tarkoittaa, että jalokaasujen säteet olisivat yliarvioituja, jos yrittäisimme löytää niiden empiiriset säteet, joten millään jalokaasulla ei ole empiiristä sädettä, joten ne eivät seuraa atomisäteen trendejä.

Alla on hyvin yksinkertaistettu kaavio neljästä atomista, jotka kaikki ovat suunnilleen samankokoisia. Kaksi ylintä atomia on yhdistetty kovalenttisella sidoksella, mikä aiheuttaa jonkin verran päällekkäisyyttä atomien välillä. Kaksi alinta atomia ovat jalokaasuatomeja, ja niitä yhdistävät Van der Waalsin voimat, jotka eivät salli atomien päästä niin lähelle toisiaan. Punaiset nuolet edustavat ytimien välistä etäisyyttä. Puolet tästä etäisyydestä on yhtä suuri kuin atomisäde. Kuten näet, vaikka kaikki neljä atomia ovat suunnilleen samankokoisia, jalokaasun säde on paljon suurempi kuin muiden atomien säde. Kahden säteen vertaaminen saisi jalokaasuatomit näyttämään suuremmilta, vaikka ne eivät olekaan. Jalokaasusäteiden sisällyttäminen antaisi ihmisille epätarkan käsityksen siitä, kuinka suuria jalokaasuatomit ovat. Koska jalokaasuatomit sitoutuvat eri tavalla, niiden säteitä ei voida verrata muiden atomien säteisiin, joten ne eivät seuraa atomisäteen trendejä.

atomeja

Muita poikkeuksia ovat lantanidisarjat ja aktinidisarjat jaksollisen taulukon alaosassa. Nämä elementtiryhmät eroavat suuresta osasta jaksollisen taulukon muista osista eivätkä noudata monia trendejä, joita muut elementit tekevät. Kummallakaan sarjalla ei ole selvää atomisäteen trendiä.

hrithik roshan ikä

kehon_kemia

Kuinka voit käyttää tätä tietoa?

Vaikka sinun ei todennäköisesti tarvitse tietää eri elementtien atomisäteitä päivittäisessä elämässäsi, nämä tiedot voivat silti olla hyödyllisiä, jos opiskelet kemiaa tai muuta siihen liittyvää alaa. Kun ymmärrät jokaisen keskeisen atomisäteen jaksotrendin, on helpompi ymmärtää muita elementtejä koskevia tietoja.

Voit esimerkiksi muistaa, että jalokaasut ovat poikkeus atomisäteen trendeissä, koska niillä on täysi ulkoinen elektronikuori. Nämä ulommat elektronikuoret tekevät myös jalokaasuista inerttejä ja stabiileja. Se vakaus voi olla kätevää. Esimerkiksi ilmapallot on tyypillisesti täytetty heliumilla, ei vedyllä, koska helium on paljon vakaampi ja siksi vähemmän syttyvä ja turvallisempi käyttää.

Voit myös käyttää atomisäteitä arvioimaan eri elementtien reaktiivisuutta. Pienempien säteiden atomit ovat reaktiivisempia kuin atomit, joilla on suurempi säde. Halogeeneilla (ryhmässä 17) on pienimmät keskimääräiset säteet jaksollisessa taulukossa. Fluorilla on halogeeneista pienin atomisäde (mikä on trendien perusteella järkevää), mikä tekee siitä erittäin reaktiivisen. Pelkästään fluorin lisääminen veteen synnyttää liekkejä, kun fluori muuttuu kaasuksi.

Yhteenveto: Periodic Trends Atomic Radius

Atomisäteen päätrendejä on kaksi. Ensimmäinen atomisäteen jaksollinen trendi on, että atomisäteet kasvavat, kun liikut alaspäin ryhmässä. Tämä johtuu elektronisuojauksesta. Kun lisäkuori lisätään, nämä uudet elektronit ovat kauempana atomin ytimestä, mikä lisää atomin sädettä. Toinen atomisäteen jaksollinen trendi on, että atomin koko pienenee liikkumalla vasemmalta oikealle jakson poikki koska atomin voimakkaampi positiivinen varaus, koska siinä on enemmän protoneja, vetää elektronit puoleensa voimakkaammin ja vetää ne lähemmäs ydintä, mikä pienentää atomin kokoa.

poistamalla viimeinen commit git

Näihin suuntauksiin on muutamia poikkeuksia, erityisesti jalokaasut, jotka eivät muodosta sidoksia kuten useimmat muut atomit, sekä lantanidi- ja aktinidisarjat. Voit käyttää näitä tietoja ymmärtääksesi paremmin jaksollista taulukkoa, kuinka atomit sitoutuvat ja miksi tietyt elementit ovat reaktiivisempia kuin toiset.

Mitä seuraavaksi?

Tarvitsetko molekyylikemiaasi kuntoon?Arvostelu erilaisia ​​hydraatteja , miten elektronegatiivisuus toimii ja Bohrin atomimallin käyttötarkoitukset (ja rajoitukset).

Harrastatko edistynyttä kemiaa ja tarvitsetko apua?Meillä on oppaita AP Chem - ja IB Chemistrylle sekä yleinen Regents Chemistry -katsaus New Yorkin lukiolaisille .

Upotatko varvasi biokemian ihmeelliseen maailmaan?Opi kuudesta entsyymityypistä ja nukleotidien kemiallisesta koostumuksesta.