Hlavný rozdiel - atómový polomer vs iónový polomer

Atómy sú stavebnými kameňmi hmoty. Celá hmota sa skladá z atómov. Tieto atómy je možné premeniť na ióny pridaním jedného alebo viacerých elektrónov zvonku. Pretože atómy a ióny sú kruhové 3D štruktúry, môžeme zmerať polomer atómu alebo iónu. Nie je to však jednoduchá úloha. Atóm alebo ión sa totiž skladá z elektrónov, ktoré sú v pohybe. Atómový polomer je vzdialenosť medzi jadrom atómu a hranicou jeho elektrónového oblaku. Iónový polomer je polomer iónu atómu. Polomer iónu môže byť väčší alebo menší ako polomer atómu, v závislosti od elektrického náboja iónu. Hlavný rozdiel medzi atómovým polomerom a iónovým polomerom je že atómový polomer je polomer neutrálneho atómu, zatiaľ čo iónový polomer je polomer elektricky nabitého atómu.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo je atómový polomer - Definícia, trendy v periodickej tabuľke 2. Čo je iónový polomer - Definícia, trendy v periodickej tabuľke 3. Aký je rozdiel medzi atómovým polomerom a iónovým polomerom - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: atómový polomer, atómy, elektrónová škrupina, iónový polomer, ióny

Čo je atómový polomer

Atómový polomer je vzdialenosť od jadra atómu k hranici elektrónového oblaku. Inými slovami, je to vzdialenosť od jadra k najvzdialenejšiemu elektrónu, ktorý patrí k tomuto atómu. Atómový polomer je možné definovať iba pre izolované a neutrálne atómy.

Keď uvažujeme o periodickej tabuľke prvkov, existuje vzorec atómového polomeru prvkov. V období periodickej tabuľky sa atómové číslo postupne znižuje. Prvky v rovnakom období majú rovnaký počet elektrónových obalov. Ak je počet prítomných elektrónov vyšší, je príťažlivosť medzi elektrónmi a jadrom tiež vysoká. Na začiatku tohto obdobia je v najvzdialenejšom orbitáli prítomný menší počet elektrónov. Potom je príťažlivosť z jadra menšia. Atóm je preto veľký a atómový polomer je tiež veľký. Ale keď sa pohybujeme po období, počet protónov v jadre sa zvyšuje spolu s počtom elektrónov prítomných v atóme. Preto je príťažlivá sila medzi elektrónmi a jadrom vysoká. Spôsobuje zmenšovanie veľkosti atómu; potom sa atómový polomer zníži. Rovnako tak, keď sa pohybujeme po období, veľkosť atómu sa postupne znižuje, rovnako ako atómový polomer.

Obrázok 1: Porovnanie atómových veľkostí

Pri pohybe nadol po skupine periodickej tabuľky prvkov sa atómový polomer zvýši. Po každom období sa k atómu pridá ešte jeden elektrónový obal. Preto sa pri pohybe nadol v skupine zvyšuje veľkosť atómu. Atómový polomer sa tiež zvýši.

Ale v prvkoch bloku d neexistuje vyšší rozdiel medzi atómovými polomermi atómov dvoch susedných prvkov v rovnakom období. Je to preto, že elektróny sa tu pridávajú k rovnakému orbitálu d, ktorý sa nachádza ako vnútorný orbitál. Pretože najvzdialenejší obal zostáva konštantný, atómové polomery týchto prvkov nemajú značné rozdiely.

Čo je iónový polomer

Iónový polomer je polomer iónu atómu. Ióny nemôžu existovať samy. Ak je to pozitívne nabitý ión, bude reagovať s negatívne nabitým iónom (alebo naopak) a stane sa stabilnou neutrálnou zlúčeninou. Táto zlúčenina sa nazýva iónová zlúčenina, pretože je vyrobená z iónových zložiek. Iónová zlúčenina sa skladá z katiónov a aniónov. Katión má menšiu veľkosť, pretože katión vzniká odstránením jedného alebo viacerých elektrónov z atómu. Anión je veľký, pretože má ďalšie elektróny, ktoré jadro odpudzuje, čo má za následok zväčšenie vzdialenosti medzi jadrom a najvzdialenejším elektrónom elektrónového oblaku.

Najpresnejší spôsob, ako nájsť iónový polomer, je rozdeliť vzdialenosť medzi dvoma jadrami dvoch iónov podľa ich veľkosti. Ak je napríklad iónová zlúčenina zložená z katiónu a aniónu, ktorý má trikrát väčšiu atómovú veľkosť, vzdialenosť medzi týmito dvoma jadrami by mala byť delená 4, aby sa získal polomer katiónu.

Obrázok 2: Atómové a iónové polomery niektorých prvkov

Ióny rovnakého chemického prvku možno nájsť v rôznych veľkostiach podľa svojich elektrických nábojov. Najbežnejšou metódou na zisťovanie iónového polomeru je röntgenová kryštalografia. Rovnako ako v atómovom polomere, iónový polomer má tiež trendy v periodickej tabuľke. Keď sa pohybujeme po skupine v periodickej tabuľke nadol, iónový polomer sa zvyšuje. Dôvodom je, že pre každé obdobie, keď ideme dole skupinou, sa pridá nový elektrónový obal. Po určitú dobu sa iónový polomer znižuje v dôsledku účinnej pozitívnej príťažlivosti jadra sa postupne zvyšuje.

Rozdiel medzi atómovým polomerom a iónovým polomerom

Definícia

Atómový polomer: Atómový polomer je polomer neutrálneho atómu.

Iónový rádius: Iónový polomer je polomer iónu atómu.

Kalkulácia

Atómový polomer: Atómový polomer je možné vypočítať ako vzdialenosť od jadra atómu k jeho hranici elektrónového mraku.

Iónový rádius: Iónový polomer sa dá vypočítať vydelením vzdialenosti medzi dvoma jadrami dvoch iónov podľa ich veľkostí.

Veľkosti

Atómový polomer: Neutrálne atómy rovnakého prvku majú rovnakú veľkosť, takže atómový polomer je navzájom rovnaký.

Iónový rádius: Katióny majú menší atómový polomer ako anióny.

Rozhodnosť

Atómový polomer: Atómový polomer sa určuje s prihliadnutím na neutrálne plynné atómy chemických prvkov.

Iónový rádius: Iónový polomer sa určuje s prihliadnutím na katióny a anióny, ktoré sú v iónovej väzbe (v iónových zlúčeninách).

Záver

Atómový polomer a iónový polomer chemických prvkov majú trendy v periodickej tabuľke prvkov. Zvyšovanie alebo znižovanie atómových alebo iónových veľkostí pozdĺž periódy alebo nadol v skupine periodickej tabuľky je možné vysvetliť pomocou elektrónových konfigurácií prvkov. Medzi atómovým polomerom a iónovým polomerom však existujú značné rozdiely. Hlavný rozdiel medzi atómovým polomerom a iónovým polomerom je v tom, že atómový polomer je polomer neutrálneho atómu, zatiaľ čo iónový polomer je polomer elektricky nabitého atómu.

Referencie:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Tu sú trendy, ktoré sleduje iónový polomer v periodickej tabuľke." ThoughtCo, k dispozícii tu. Prístup k 21. septembru 2017. 2. Libretexts. "Atómové polomery." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 7. septembra 2017, K dispozícii tu. Prístupné 21. septembra 2017.

Obrázok so súhlasom:

1. „Atómové a iónové polomery“ podľa Popnose - vlastná práca (iónové polomery od RD Shannona (1976). „Revidované efektívne iónové polomery a systematické štúdie interatomických vzdialeností v halogenidoch a chalkogenidoch“. Acta Cryst A32: 751–767. DOI: 10.1107/S0567739476001551.) (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia 2. „Porovnávacie atómové veľkosti“ Nadácie CK-12 (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia