原子半径

原子核と電子の最も外側の軌道との間の合計距離は、原子半径と呼ばれることが一般的に認められています。簡単に言えば、円の半径に似たものとして定義できます。原子核は円の中心にあり、円の外側の境界は電子の最も外側の軌道を表します。周期表を上下に移動し始めると、原子半径がどのように変化するかを理解するのに役立つ傾向が見られます。

原子が有効な核電荷 (Z) を持っている場合、価電子がその表面で正味の正電荷を感じていることを意味します。少量の正電荷はコア電子によって遮蔽されるため、価電子は正電荷の総量の影響を受けません。シールドと効果的な核電荷の詳細については、こちらを参照してください。原子の原子サイズは、Z ファクターの影響を大きく受けます。その結果、Z の値が低下すると、原子核から離れた電子のスクリーニングが増加した結果、原子半径が増加し、原子核と電子の間の引力が減少します。周期表を右から左に移動するにつれて Z が低下すると、原子半径は、グループを下に移動し、表を右から左に移動すると増加することになります.

原子半径:概要

原子半径は、それらを結合する結合トポロジーの影響を受けない、電気的に中性の孤立した原子の直径です。元素の周期表で下に進むにつれて、電子が外側の電子殻を満たしているため、周期表の下に移動するにつれて平均原子サイズが大きくなります。一方、周期表を左から右に進むにつれて、原子の原子半径は減少します。より多くの電子が原子に追加されているという事実にもかかわらず、それらはすべて原子核からほぼ同じ距離にあります。したがって、増加する核電荷は電子雲を内側に「引き寄せ」、その結果、原子半径が減少します。

共有半径: 共有結合半径は、要素内の単一共有結合の構成要素である原子のサイズの尺度です。ピコメートル (pm) またはオングストローム (Å) は、最もよく使用される測定単位で、1 オングストロームは 100 ピコメートルに相当します。

ファンデルワールス半径: 原子のファン デル ワールス半径 (rw と省略) は、互いに最も近い 2 つの原子間の距離を表す架空の硬球の半径です。この名前は、1910 年のノーベル物理学賞を受賞した Johannes Diderik van der Waals に敬意を表して付けられました。彼は、原子が単なる点以上のものであることを最初に認識し、Van der彼にちなんで名付けられたワールスの状態方程式。

原子イオン半径: イオン結晶構造では、イオン半径 (rion と略される) は単原子イオンの半径であり、イオンの半径として定義されます。原子もイオンも鋭い境界を持たないという事実は考慮されておらず、陽イオンと陰イオンのイオン半径の合計がイオン間の距離を与えるような半径を持つ硬い球であるかのように考えられます。 a 結晶格子 イオン半径は通常、ピコメートル (pm) またはオングストロームで表され、1 オングストロームは 100 ピコメートル (pm) に相当します。

結論

固体元素の原子半径は、元素が固体状態にある場合、同じように隣接する原子の原子核間の距離の半分です。硬い球状の境界を持つのではなく、原子は、同じように密度が高いが拡散して詰まった負の電子雲に囲まれた、小さくて高密度に詰まった正の原子核と考えることができます。原子間で形成される化学結合の種類が異なるため、原子半径の値はさまざまです (金属結合、イオン結合、または共有結合)。塩化ナトリウムの場合のように、互いに隣接する原子が同一でない場合、観測されたそれらの間の距離の一部が 1 つのタイプの原子に割り当てられ、残りが別のタイプの原子に割り当てられます。

これは、塩化ナトリウム化合物に見られるナトリウムのイオン半径の 2 倍以上の大きさです。これは、ナトリウム金属の塊で互いに結合しているナトリウム原子の金属半径のためです。塩化ナトリウムの各ナトリウム原子は 1 つの電子を失い、単位正電荷を持つナトリウム イオン (荷電原子) が形成されます。一方、各塩素原子は1つの電子を受け取り、単位負電荷を持つ塩化物イオンを形成します.塩素のイオン半径は、中性塩素原子の半径の約 2 倍であり、塩素が強いイオンであることを示しています。共有結合には、塩素分子の塩素原子対間の結合と、ダイヤモンドの炭素原子間の結合などがあります。このような状況では、原子半径は共有結合半径と呼ばれます。