Atomový poloměr: Porovnání verzí
založení |
m oprava odkazu na rozcestník, typo, sekce Odkazy |
||
Řádek 3: | Řádek 3: | ||
Definovat poloměr atomu je velmi problematické, protože může jít o velikost volného atomu nebo o velikost atomu vázaného v [[Molekula|molekule]]. Druhý případ může být také vyjádřen pomocí [[iontový poloměr|iontového poloměru]], jako rozdíl mezi velikostí kovalentně a iontově vázaného atomu. |
Definovat poloměr atomu je velmi problematické, protože může jít o velikost volného atomu nebo o velikost atomu vázaného v [[Molekula|molekule]]. Druhý případ může být také vyjádřen pomocí [[iontový poloměr|iontového poloměru]], jako rozdíl mezi velikostí kovalentně a iontově vázaného atomu. |
||
Atomový poloměr je definován pomocí [[elektron]]ů: Rozměr [[Atomové jádro|atomového jádra]] se pohybuje ve femtometrech, tj. asi 100nbsp;000× |
Atomový poloměr je definován pomocí [[elektron]]ů: Rozměr [[Atomové jádro|atomového jádra]] se pohybuje ve femtometrech, tj. asi 100nbsp;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 30-300nbsp;pm, protože rozměry atomů se předvídatelně mění napříč [[Periodická tabulka prvků|periodickou tabulkou]] a tyto změny mají důležitý dopad na chemii jednotlivých [[Prvek|prvků]]. |
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 30-300nbsp;pm, protože rozměry atomů se předvídatelně mění napříč [[Periodická tabulka prvků|periodickou tabulkou]] a tyto změny mají důležitý dopad na chemii jednotlivých [[Prvek|prvků]]. |
||
Řádek 9: | Řádek 9: | ||
== Změny atomového poloměru v závislosti na poloze v tabulce prvků == |
== Změny atomového poloměru v závislosti na poloze v tabulce prvků == |
||
Atomové poloměry klesají v periodě tabulky prvků při průchodu |
Atomové poloměry klesají v periodě tabulky prvků při průchodu zleva doprava a stoupají ve skupině se stoupajícím [[Protonové číslo|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.<ref>''n''-tá slupka může přijmout ''2n²'' elektronů</ref> 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 |
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 |
=== Lanthanoidová kontrakce === |
||
{{Viz též|Lanthanoidová kontrakce}} |
{{Viz též|Lanthanoidová kontrakce}} |
||
Elektrony z podslupky 4f, která je postupně zaplňována od [[cer]]u (Z=58) do [[Lutecium|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 |
Elektrony z podslupky 4f, která je postupně zaplňována od [[cer]]u (Z=58) do [[Lutecium|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.<ref>Greenwood N.N., Earnshaw A.: Chemie prvků II. 1. vyd. 1993. ISBN 80-85427-38-9</ref> Lanthanoidová kontrakce je významná pro řadu prvků [[hafnium]] - [[platina]], dál je kompenzována relativistickým efektem [[Efekt inertního elektronového páru|inertního elektronového páru]]. |
||
=== Aktinoidová kontrakce === |
=== Aktinoidová kontrakce === |
||
{{Viz též|Aktinoidová kontrakce}} |
{{Viz též|Aktinoidová kontrakce}} |
||
Aktinoidová kontrakce je méně významná než lanthanoidová, ale příčiny |
Aktinoidová kontrakce je méně významná než lanthanoidová, ale příčiny vzniku jsou stejné. |
||
==Experimentální hodnoty atomového poloměru<ref>J.C. Slater, ''J. Chem. Phys.'' 1964, '''41''', 3199</ref>== |
==Experimentální hodnoty atomového poloměru<ref>J.C. Slater, ''J. Chem. Phys.'' 1964, '''41''', 3199</ref>== |
||
Řádek 84: | Řádek 84: | ||
| bgcolor="#ffb400" | [[Vápník|Ca]]<br/>180 |
| bgcolor="#ffb400" | [[Vápník|Ca]]<br/>180 |
||
| bgcolor="#ffa000" | [[Skandium|Sc]]<br/>160 |
| bgcolor="#ffa000" | [[Skandium|Sc]]<br/>160 |
||
| bgcolor="#ff8c00" | [[Titan|Ti]]<br/>140 |
| bgcolor="#ff8c00" | [[Titan (prvek)|Ti]]<br/>140 |
||
| bgcolor="#ff8700" | [[Vanad|V]]<br/>135 |
| bgcolor="#ff8700" | [[Vanad|V]]<br/>135 |
||
| bgcolor="#ff8c00" | [[Chrom|Cr]]<br/>140 |
| bgcolor="#ff8c00" | [[Chrom|Cr]]<br/>140 |
||
Řádek 262: | Řádek 262: | ||
| bgcolor="#ffc200" | [[Vápník|Ca]]<br/>194 |
| bgcolor="#ffc200" | [[Vápník|Ca]]<br/>194 |
||
| bgcolor="#ffb800" | [[Skandium|Sc]]<br/>184 |
| bgcolor="#ffb800" | [[Skandium|Sc]]<br/>184 |
||
| bgcolor="#ffb000" | [[Titan|Ti]]<br/>176 |
| bgcolor="#ffb000" | [[Titan (prvek)|Ti]]<br/>176 |
||
| bgcolor="#ffab00" | [[Vanad|V]]<br/>171 |
| bgcolor="#ffab00" | [[Vanad|V]]<br/>171 |
||
| bgcolor="#ffa600" | [[Chrom|Cr]]<br/>166 |
| bgcolor="#ffa600" | [[Chrom|Cr]]<br/>166 |
||
Řádek 379: | Řádek 379: | ||
|}</center> |
|}</center> |
||
== |
== Odkazy == |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
=== Související odkazy === |
|||
* [[Délka vazby]] |
* [[Délka vazby]] |
||
* [[Iontový poloměr]] |
* [[Iontový poloměr]] |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
{{překlad|en|Atomic radius}} |
{{překlad|en|Atomic radius}} |
Verze z 31. 7. 2007, 21:56
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 100nbsp;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 30-300nbsp;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
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
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
Aktinoidová kontrakce je méně významná než lanthanoidová, ale příčiny vzniku jsou stejné.
Experimentální hodnoty atomového poloměru[4]
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 |
Uub |
Uut |
Uuq |
Uup |
Uuh |
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]
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 |
Uub |
Uut |
Uuq |
Uup |
Uuh |
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
Reference
- ↑ Cotton, F. A.; Wilkinson, G. (1988). Advanced Inorganic Chemistry (5th Edn). New York: Wiley. ISBN 0-471-84997-9. p. 1385.
- ↑ n-tá slupka může přijmout 2n² elektronů
- ↑ Greenwood N.N., Earnshaw A.: Chemie prvků II. 1. vyd. 1993. ISBN 80-85427-38-9
- ↑ J.C. Slater, J. Chem. Phys. 1964, 41, 3199
- ↑ E. Clementi, D.L.Raimondi, and W.P. Reinhardt, J. Chem. Phys. 1963, 38, 2686
Související odkazy
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Atomic radius na anglické Wikipedii (číslo revize nebylo určeno).