原子は非常に小さいため、電子殻は球状の殻というよりも雲に似ているため、原子のサイズを決定するのは困難です。最も頻繁に使用される原子サイズの測定基準の 2 つは、原子半径とイオン半径であることを知っておくことが重要です。周期表のコントラストと傾向、および原子半径とイオン半径の定義がすべてカバーされています。
2 つの原子間の間隔は、原子半径を使用して測定できます。
核の中心から最も外側の電子殻境界までを測定すると、中性原子の原子半径は平均でこの距離を測定します。孤立した中性原子の原子核は、サイズが 30 ～ 300 ピコメートル (1 兆分の 1 メートル) です。セシウムは宇宙で最大の原子ですが、ヘリウムは最小です。原子の大きさは、含まれる電子の数によって決まります。原子核と原子軌道の違いは、原子核の半径 (1 ～ 10 フェムトメートル) に見られる場合があります。別の言い方をすれば、原子の半径は可視光の波長 (400 ～ 700 nm) のわずか 100 分の 1 です。
電子殻の端が正確に記述されていないため、各原子の番号は選択した基準によって異なります。正確な原子番号よりも重要なのは、原子の相対的なサイズです。
原子半径とイオン半径のサイズ
原子半径周期表では、原子の直径は周期表の列で表されます。これまでに発見された最大の原子であるセシウムは、他の原子の相対的なサイズを測定するために使用されます。
原子半径は中性原子のサイズを測定するために使用され、イオン半径は荷電原子のサイズを測定するために使用されます。イオン半径は、化学的に結合した 2 つのガス間の距離の半分、またはイオン結晶内の単一元素の単原子電子の半径 (またはその逆) に等しくなります。午後 31 時から午後 200 時までがイオン半径です。
原子半径とイオン半径およびサイズの比較
イオン半径は一定ではないため、イオンは環境によって値が異なります。イオン半径の測定は、配位数とスピン状態の影響を受けます。イオン原子の半径を測定するために、X線結晶構造解析として知られる技術が使用されます。ポーリングは、実効核電荷を使用してイオン半径を計算しました。イオン半径の表では、通常、値がどのように計算されたかについて説明しています。
元素の周期表に変化があります
- 電子配置が周期表の構成に及ぼす影響により、周期性を示すために原子半径とイオン半径が使用されます:
- 周期表グループまたは列に沿って進むと、これが表示されることがあります。電子殻を生成する原子は、これとは何の関係もありません。
- 周期表を下にたどると、原子またはイオンの半径はどんどん小さくなります。陽子の数が増えると、それらの間の引力により結合が強くなります。この一般的な傾向に従う代わりに、希ガスはそれに逆行します。以前のハロゲン原子と比較して、希ガスはより大きな質量を持っています。
原子半径とイオン半径の相違点は?
周期表の原子半径とイオン半径は同じです。ただし、その電荷に応じて、元素のイオン半径は原子半径よりも大きい場合も小さい場合もあります。負電荷が存在するとイオン半径は増加しますが、正電荷が存在すると減少します。
1つまたは複数の電子を失った後、正に帯電した電子が原子核から放出され、原子核が以前よりも小さくなります。金属はしばしば陽イオンを生成するため、金属のイオン半径は原子半径よりも小さくなります。
原子は 1 つ以上の電子を獲得し、中性原子よりも大きなサイズに膨張して陰イオンを生成する必要があります。非金属は定期的に陰イオンを形成するため、イオン半径は一般に原子半径よりも大きくなります。ハロゲンに関して言えば、これは非常に明白です。
原子半径とイオン半径に関する宿題のヘルプ
学生は通常、原子とイオンのサイズを並べるように求められると、原子半径とイオン半径の違いと周期表のパターンに動機付けられます。
これを例として考えてみましょう:サイズを大きくするには、リストに含める種を以下に示します。 Te と Rb がすべてです。 Te と Rb+ がすべてです。それはすべてFとF-についてです。それはすべてFとRb +に関するものです。 F と F– がすべてです。
原子とイオンを整理するために、それらの次元を知る必要はありません。イオンを生成するために電子をあきらめなければならなかったため、ルビジウム陽イオンはルビジウム原子よりも小さいです。また、電子の損失がルビジウムの電子殻の損失を引き起こしたことにも気づいています.図に示すように、電子が 1 つ追加されると、フッ素原子に関するフッ素アニオンのサイズが大きくなります。
周期表では、さまざまな元素の原子サイズを比較できます。ルビジウム原子中のテルルの量は前者より少なく、これはテルルの原子半径が開発の進行とともに縮小するためです。テルルには追加の電子殻があるため、ルビジウムよりも原子が大きくなっています。
原子半径とイオン半径の計算
- 原子半径、イオン半径、共有結合半径、およびファン デル ワールス半径を使用して、原子のサイズを計算することができます。サイズの点で原子核よりも原子半径だけが小さい場合があります。
- 中性原子の原子半径の直径の半分。言い換えると、原子の外側の安定した電子を横切って測定した場合、原子の直径の半分です。
- 半分の距離でガス分子はイオン半径で分離されます。陰イオンと陽イオンの原子半径は、化合物の組成によって原子核の半径と異なる場合があります。
- 周期表では、原子の半径とイオンの半径は同じです。グループが上に進むにつれて半径が減少し、グループ (列) が下に移動すると半径が増加します。
結論
この記事では、イオン半径について詳しく説明します。原子半径とイオン半径だけが物体のサイズのゲージではありません。共有結合、ファン デル ワールス、金属、およびボーア半径はすべて、状況によってはボーア半径よりも優れています。これは、その化学結合挙動が原子のサイズを決定するためです。
元素の共有結合した原子の半径は、「共有半径」という用語で意味されます。共有結合半径の合計は、原子核間の距離として分子で表される場合、原子間の距離またはそれらの共有結合の長さと一致する必要があります。
