Atomový poloměr

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Atomový poloměr nebo obecněji rozměr atomu je veličina, která není přesně fyzikálně kvantifikována a která není konstantní za všech okolností.[1] Hodnota přiřazená poloměru atomu je závislá na zvolené definici atomového poloměru. Definic existuje větší množství a každá definice je vhodná pro jinou situaci.

Definovat poloměr atomu je velmi problematické, protože může jít o velikost volného atomu nebo o velikost atomu vázaného v molekule. Druhý případ může být také vyjádřen pomocí iontového poloměru, jako rozdíl mezi velikostí kovalentně a iontově vázaného atomu.

Atomový poloměr je definován pomocí elektronů: Rozměr atomového jádra se pohybuje ve femtometrech, tj. asi 100 000× menší než elektronový obal. Toto je komplikováno faktem, že nelze přesně určit polohu elektronu a neexistencí ostré hranice kolem elektronového obalu.

Díky těmto problémům bylo vyvinuto několik metod pro určení atomového poloměru, některé jsou založeny na experimentálních výsledcích, jiné na teoretických výpočtech. Faktem je, že atomy se chovají jako by měly elektrony uspořádány do vrstev o poloměru 30-300 pm, protože rozměry atomů se předvídatelně mění napříč periodickou tabulkou a tyto změny mají důležitý dopad na chemii jednotlivých prvků.

Změny atomového poloměru v závislosti na poloze v tabulce prvků[editovat | editovat zdroj]

Atomové poloměry klesají v periodě tabulky prvků při průchodu zleva doprava a stoupají ve skupině se stoupajícím protonovým číslem. To je z části dáno tím, že distribuce elektronů není náhodná. elektrony jsou uspořádány ve slupkách, které se postupně vzdalují od jádra a dokáží pojmout pouze přesně daný počet elektronů.[2] Každá nová perioda odpovídá nově zaplňované elektronové slupce, která je dál od jádra oproti předchozí.

Druhý efekt, který ovlivňuje změnu atomového poloměru je náboj jádra, který stoupá s protonovým číslem. Kladně nabité jádro přitahuje záporně nabitý elektronový obal. V periodě postupně narůstá náboj jádra, ale elektrony zaplňují stále stejnou slupku, to je důvodem poklesu atomového poloměru v periodě.

Lanthanoidová kontrakce[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Lanthanoidová kontrakce.

Elektrony z podslupky 4f, která je postupně zaplňována od ceru (Z=58) do lutecia (Z=71), stíní ostatní elektrony od vzrůstajícího náboje jádra málo účinně. Takže se vzrůstajícím nábojem jádra vzrůstá i přitažlivá síla působící na elektronový obal. Díky tomuto efektu je poloměr atomu lanthanoidů menší než poloměr atomu předcházejícího.[3] Lanthanoidová kontrakce je významná pro řadu prvků hafnium - platina, dál je kompenzována relativistickým efektem inertního elektronového páru.

Aktinoidová kontrakce[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Aktinoidová kontrakce.

Aktinoidová kontrakce je méně významná než lanthanoidová, ale příčiny vzniku jsou stejné.

Experimentální hodnoty atomového poloměru[4][editovat | editovat zdroj]

Experimentální hodnoty atomového poloměru jsou udány v pikometrech s přesností 5 pm.

Skupina (vertikální) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Perioda (horizontální)
1 H
25
He
 
2 Li
145
Be
105
B
85
C
70
N
65
O
60
F
50
Ne
 
3 Na
180
Mg
150
Al
125
Si
110
P
100
S
100
Cl
100
Ar
71
4 K
220
Ca
180
Sc
160
Ti
140
V
135
Cr
140
Mn
140
Fe
140
Co
135
Ni
135
Cu
135
Zn
135
Ga
130
Ge
125
As
115
Se
115
Br
115
Kr
 
5 Rb
235
Sr
200
Y
180
Zr
155
Nb
145
Mo
145
Tc
135
Ru
130
Rh
135
Pd
140
Ag
160
Cd
155
In
155
Sn
145
Sb
145
Te
140
I
140
Xe
 
6 Cs
260
Ba
215
*
 
Hf
155
Ta
145
W
135
Re
135
Os
130
Ir
135
Pt
135
Au
135
Hg
150
Tl
190
Pb
180
Bi
160
Po
190
At
 
Rn
 
7 Fr
 
Ra
215
**
 
Rf
 
Db
 
Sg
 
Bh
 
Hs
 
Mt
 
Ds
 
Rg
 
Cn
 
Uut
 
Fl
 
Uup
 
Lv
 
Uus
 
Uuo
 
Lanthanoidy *
 
La
195
Ce
185
Pr
185
Nd
185
Pm
185
Sm
185
Eu
185
Gd
180
Tb
175
Dy
175
Ho
175
Er
175
Tm
175
Yb
175
Lu
175
Aktinoidy **
 
Ac
195
Th
180
Pa
180
U
175
Np
175
Pu
175
Am
175
Cm
 
Bk
 
Cf
 
Es
 
Fm
 
Md
 
No
 
Lr
 

Vypočítané atomové poloměry[5][editovat | editovat zdroj]

Vypočítané atomové poloměry v pm.

Skupina (vertikální) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Perioda (horizontální)
1 H
53
He
31
2 Li
167
Be
112
B
87
C
67
N
56
O
48
F
42
Ne
38
3 Na
190
Mg
145
Al
118
Si
111
P
98
S
88
Cl
79
Ar
71
4 K
243
Ca
194
Sc
184
Ti
176
V
171
Cr
166
Mn
161
Fe
156
Co
152
Ni
149
Cu
145
Zn
142
Ga
136
Ge
125
As
114
Se
103
Br
94
Kr
88
5 Rb
265
Sr
219
Y
212
Zr
206
Nb
198
Mo
190
Tc
183
Ru
178
Rh
173
Pd
169
Ag
165
Cd
161
In
156
Sn
145
Sb
133
Te
123
I
115
Xe
108
6 Cs
298
Ba
253
*
 
Hf
208
Ta
200
W
193
Re
188
Os
185
Ir
180
Pt
177
Au
174
Hg
171
Tl
156
Pb
154
Bi
143
Po
135
At
 
Rn
120
7 Fr
 
Ra
 
**
 
Rf
 
Db
 
Sg
 
Bh
 
Hs
 
Mt
 
Ds
 
Rg
 
Cn
 
Uut
 
Fl
 
Uup
 
Lv
 
Uus
 
Uuo
 
Lanthanides *
 
La
 
Ce
 
Pr
247
Nd
206
Pm
205
Sm
238
Eu
231
Gd
233
Tb
225
Dy
228
Ho
 
Er
226
Tm
222
Yb
222
Lu
217
Actinides **
 
Ac
 
Th
 
Pa
 
U
 
Np
 
Pu
 
Am
 
Cm
 
Bk
 
Cf
 
Es
 
Fm
 
Md
 
No
 
Lr
 

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Atomic radius na anglické Wikipedii.

  1. Cotton, F. A.; Wilkinson, G. (1988). Advanced Inorganic Chemistry (5th Edn). New York: Wiley. ISBN 0-471-84997-9. p. 1385.
  2. n-tá slupka může přijmout 2n² elektronů
  3. Greenwood N.N., Earnshaw A.: Chemie prvků II. 1. vyd. 1993. ISBN 80-85427-38-9
  4. J.C. Slater, J. Chem. Phys. 1964, 41, 3199
  5. E. Clementi, D.L.Raimondi, and W.P. Reinhardt, J. Chem. Phys. 1963, 38, 2686

Související články[editovat | editovat zdroj]