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共有結合半径の定義と傾向

共有半径 は、共有結合を共有する 2 つの原子間の距離の半分です。通常、共有結合半径はピコメートル (pm) またはオングストローム (Å) の単位で表示されます。ここで、1 Å =100 pm です。たとえば、水素の平均共有半径は 31 pm で、平均ネオン共有半径は 58 pm です。

数字が異なる理由

共有結合半径値の表を見ると、その数値は別の表の数値と異なる場合があります。これは、共有結合半径を報告するさまざまな方法があるためです。

実際には、共有結合半径は、原子の混成、共有結合を共有する 2 つの原子の性質、および原子を取り巻く化学環境に依存します。たとえば、炭素の共有結合半径は、sp では 76 pm、sp ハイブリダイゼーションでは 73 pm、sp ハイブリダイゼーションでは 69 pm です。

また、共有結合半径は、原子が単結合、二重結合、または三重結合を形成するかどうかによって異なります。一般に、単結合は二重結合よりも長く、二重結合は三重結合よりも長い.

特定のテーブルは、データを一般化するか、非常に特定の条件に基づいて値を提供する場合があります。平均値を引用する表は、通常、多くの異なる化合物で原子が形成する共有結合のデータを組み合わせています。一部の表には、等核共有結合の共有半径がリストされています。たとえば、これは H2 の共有結合半径です。 または O2 .伝達性を最大にするために、原子の理想的な (計算された) または経験的な平均共有半径を使用してください。

共有結合半径の測定方法

共有結合半径を測定する最も一般的な方法は、X 線回折と回転分光法です。分子結晶の中性子回折も別の方法です。

周期表の共有結合半径の傾向

共有結合半径は、周期表の傾向を表示します。

  • 一定期間にわたって左から右に移動すると、共有結合半径が減少します。
  • グループを上から下に移動すると、共有結合半径が増加します。

共有結合半径は、原子が原子核でより多くの陽子を獲得し、外殻で電子を獲得するため、行または周期を横切って左から右に移動して減少します。陽子を追加すると、これらの電子の引力が増加し、よりしっかりと引き寄せられます。

共有結合半径は、列または周期表グループを下に移動すると増加します。これは、満たされた内側の電子エネルギーレベルが増加すると、外側の電子が正の核電荷から保護されるためです。そのため、電子は原子核にあまり引き付けられず、原子核までの距離が長くなります。

共有結合半径と原子半径およびイオン半径

共有結合半径、原子半径、およびイオン半径は、原子のサイズとその影響範囲を測定する 3 つの方法です。原子半径は、互いにちょうど接触している原子核間の距離の半分です。「接触」とは、外側の電子殻が接触していることを意味します。イオン半径は、結晶格子内でイオン結合を共有する、互いに接触している 2 つの原子間の距離の半分です。

原子サイズの 3 つの測定値はすべて、周期表の傾向に従います。半径は一般に、元素グループを下に移動するとサイズが増加し、周期を横切って左から右に移動するとサイズが減少します。ただし、共有結合半径とイオン半径は、多くの場合、原子半径とは異なるサイズです。

最大および最小の共有半径

共有結合半径が最も小さい元素は水素 (32 pm) です。最大の共有結合半径を持つ原子はフランシウム (単結合を形成するときは 223 pm) です。基本的に、これは水素が最小の原子であり、フランシウムが最大の原子であるという別の言い方です。

共有結合半径周期表

この共有結合半径の周期表は、周期表の傾向を示しています。この表は、ダウンロードおよび印刷用の PDF として入手できます。

参考文献

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