Каковы тенденции атомного и ионного радиуса? Узнайте об ионном и атомном радиусе, изучите тенденции атомного и ионного радиуса в периодической таблице и посмотрите различия между ними.
Ионный радиус
Атомы имеют разные атомные и ионные радиусы. Атом может стать ионом, если он получает или теряет электрон и становится положительно или отрицательно заряженным. Радиус нейтрального атома - это его атомный радиус. Когда атом становится ионом, его радиус может либо увеличиваться, либо уменьшаться, что является ионным радиусом атома. Атомы элемента могут иметь разные ионные радиусы в зависимости от того, являются ли они катионом (положительным ионом) или анионом (отрицательным ионом), в зависимости от количества полученных или потерянных электронов.
Ионный радиус и периодическая таблица Менделеева
Атомы имеют неопределенные размеры из-за вероятностного поведения волновой функции электронов и электронного облака. Несмотря на это, физики разрабатывают функциональную оценку диаметра атомов различных элементов и обычно моделируют их в виде твердых сфер. Атомы других элементов состоят из разного количества субатомных частиц и, следовательно, имеют разные размеры. Кроме того, благодаря ионизации атомы могут приобретать или терять самые удаленные электроны и, таким образом, увеличивать или уменьшать свой общий размер. Электроны заряжены отрицательно и, следовательно, изменяют заряд атома при получении или потере. Атомы, которые получают или теряют электроны, называются ионами. Ионный радиус описывает это изменение размера (т.е. радиуса), когда атом приобретает или теряет самый внешний электрон (ы). Если атом получает дополнительный электрон, он становится отрицательно заряженным ионом, называемым анионом, и, следовательно, имеет увеличенный ионный радиус. Если атом теряет электрон, он становится положительно заряженным ионом, называемым катионом, и, следовательно, имеет уменьшенный ионный радиус.
Ионы разных элементов могут быть изоэлектронными или иметь одинаковое количество электронов. Однако это не означает, что они будут иметь одинаковый ионный радиус. Атомы других элементов имеют разное количество протонов в своих ядрах. Протоны имеют положительный заряд и, следовательно, влияют на отрицательно заряженные электроны. Атомы с большим числом протонов имеют более существенный положительный заряд. Следовательно, они оказывают более значительное влияние на электроны, притягивая их ближе и уменьшая общий радиус атома или иона. Например, следующие ионы имеют одинаковое количество электронов и, следовательно, находятся в изоэлектронном ряду:
N3−,O2−,F−
Азот (N), кислород (O) и фтор (F) могут получать разное количество электронов и в конечном итоге иметь одинаковое количество электронов, но разные заряды из-за разного количества протонов в них. Все перечисленные выше анионы имеют по 10 электронов каждый, но они имеют различные отрицательные заряды, как показано выше, из-за их различных протонов. Кроме того, из-за разного количества протонов их ядра оказывают различное влияние на свои 10 электронов. Следовательно, каждый анион имеет разный ионный радиус. Например, азот имеет семь протонов по сравнению с восемью протонами кислорода и девятью протонами фтора, и поэтому ядра азота имеют более слабое притяжение к своим электронам и, следовательно, имеют больший ионный радиус. Поскольку фтор имеет самое значительное количество протонов из этого ряда, он оказывает самое сильное влияние на свои 10 электронов и, следовательно, сильнее притягивает их к ядру, уменьшая его ионный радиус.
Тенденция атомного радиуса
Атомный радиус относится к размеру нейтрального атома. Периодическая таблица элементов организована таким образом, что она показывает тенденцию изменения атомного радиуса. Перемещение из верхнего правого в нижний левый угол периодической таблицы показывает увеличение атомного радиуса.
На этих диаграммах показана тенденция изменения атомного радиуса по всей периодической таблице. Это также указывает на тенденцию ионного радиуса при следовании тенденции энергии ионизации.
Эта диаграмма показывает тенденцию изменения атомного радиуса за период и отвечает на вопрос, каков тренд изменения атомного радиуса.
Имеют ли атомы элемента тенденцию терять электроны или лишать атомы их электронов, измеряется как электроотрицательность. Энергия ионизации - это энергия, необходимая для того, чтобы лишить атом его электрона (ов). Атомный радиус - это фактор, который определяет электроотрицательность элемента или энергию ионизации. Атомы с высокой электроотрицательностью имеют малые атомные радиусы и находятся в правом верхнем углу периодической таблицы. Этим атомам требуется больше энергии, чтобы лишить их электронов, и поэтому они обладают более высокой энергией ионизации и более прочно удерживают свои электроны. Из-за этого удержания эти атомы имеют тенденцию лишать другие атомы их электронов, если эти атомы обладают гораздо меньшей электроотрицательностью. Атомный радиус увеличивается с увеличением количества электронных орбиталей, перемещаясь вниз по группе в более высокие периоды. Кроме того, атомный радиус уменьшается между атомами с более положительно заряженными протонами, чтобы сильнее притягивать их отрицательно заряженные электроны к ядру.
Эта периодическая таблица показывает, что электроотрицательность увеличивается в правом верхнем углу. Электроотрицательность коррелирует с тенденцией изменения атомного радиуса.
Тенденция ионного радиуса
Ионный радиус - это радиус атома, когда он приобретает или теряет электрон и становится ионом. Периодическая таблица также показывает тенденции изменения ионного радиуса атомов по мере увеличения ионного радиуса при движении вниз по группе. Диаграмма в разделе "Ионный радиус против Атомный радиус" сравнивает атомные радиусы элементов с их ионными радиусами.
Измерение и факторы, влияющие на ионный радиус
Атомный и ионный радиусы измеряются либо в пикометрах, либо в ангстремах. Ионный радиус не является фиксированным свойством и не остается таким же, как атомный радиус, но вместо этого он может изменяться из-за вращения иона и его координационного числа или количества окружающих ионов или атомов, которые связаны с ним. Ионные радиусы увеличиваются с увеличением числа окружающих связей или координации, поскольку заряды других ионов или атомных ядер влияют на электронное облако и уменьшают его плотность вокруг центрального иона. Кроме того, ионные радиусы увеличиваются с увеличением спина, т.е. угловой момент и вращательный поток иона вынуждают электронное облако расширяться. Если положительный заряд иона растет, он теряет электроны, и его ионный радиус уменьшается. Если отрицательный заряд иона увеличивается, он набирает электроны и увеличивает свой атомный радиус.
Краткое содержание урока
Ионный радиус описывает размер иона в зависимости от того, получает он электроны или теряет их. В периодической таблице элементов существует тенденция изменения атомного радиуса, при которой атомы с большим количеством орбиталей имеют большие атомные радиусы, а атомы с большим количеством протонов, как правило, имеют меньшие атомные радиусы. Когда эти атомы получают электроны, они становятся отрицательно заряженными ионами, называемыми анионами. Анионы имеют большие ионные радиусы по сравнению с атомными радиусами их родительских атомов. Когда атом теряет электрон, он превращается в положительно заряженный ион, называемый катионом. Катионы имеют меньшие ионные радиусы по сравнению с атомными радиусами их родительских атомов. При просмотре периодической таблицы элементов и перемещении от верхнего правого угла к нижнему левому тенденция увеличения атомного радиуса увеличивается. Это происходит потому, что перемещение вниз по группе увеличивает число орбиталей в атоме. Перемещение влево через период уменьшает количество протонов и уменьшает положительно заряженное влияние на орбитали электронов. Кроме того, тенденции ионного радиуса примерно соответствуют тому же тренду атомного радиуса в периодической таблице, но ионный радиус варьируется в зависимости от того, сколько электронов получает или теряет атом. Ионный радиус также зависит от видов связей, окружающих ион, и от спина иона.
Получает ли атом или ион электроны или теряет их, зависит от элементов, с которыми он взаимодействует, разницы в электроотрицательности и требований к энергии ионизации между различными атомами или ионами. Электроотрицательность возрастает при перемещении атомов из нижнего левого в верхний правый угол периодической таблицы. Атомы в правом верхнем углу периодической таблицы имеют меньшее количество орбиталей, окружающих их ядра, по сравнению с относительно более значительным количеством протонов в их ядрах. Эти атомы имеют более высокие требования к энергии ионизации из-за меньшего числа их орбиталей, на которые сильно влияет относительно большее количество положительно заряженных протонов, сильнее притягивающих их электроны к ядру. Следовательно, им требуется большая энергия для удаления из них электронов (т.е. энергия ионизации) из-за их меньших атомных радиусов. Эти атомы имеют тенденцию отбирать электроны у атомов с противоположной стороны периодической таблицы и увеличивать их ионные радиусы. В целом, как атомный, так и ионный радиусы коррелируют друг с другом, а также количество протонов в их ядрах и количество электронных орбиталей, окружающих их ядра.
Часто задаваемые вопросы
Почему атомный радиус увеличивается в группе?
Атомный радиус увеличивается при движении вниз по группе, потому что увеличивается число электронных орбиталей, окружающих ядра этих атомов. Номера периодов слева от периодической таблицы указывают на количество электронных орбиталей, которыми обладают нейтральные версии атомов этих элементов. При перемещении вниз по группе номера периодов увеличиваются. Следовательно, число электронных орбиталей, окружающих ядра, увеличивается, что приводит к увеличению размера атома, т.е. к большему атомному радиусу.
Почему ионный радиус увеличивается при движении вниз по группе?
Ионный радиус увеличивается по мере продвижения вниз по группе, потому что число электронных орбиталей увеличивается по мере продвижения во все более высокие периоды. Как правило, атом с большим числом электронных орбиталей будет иметь больший атомный радиус и, следовательно, вероятно, будет иметь большой ионный радиус по сравнению с элементами выше него в той же группе.
Почему атомный радиус уменьшается с течением времени?
Атомный радиус уменьшается, перемещаясь вправо через период, потому что количество протонов в ядрах этих атомов увеличивается. Атомы, в которых больше протонов, имеют более сильный положительный заряд и влияют на свои отрицательно заряженные электроны. Атомы с большим количеством протонов, как правило, сильнее притягивают свои электроны к своим ядрам и, следовательно, уменьшают свой атомный радиус. Если атомный номер (число протонов) увеличивается, перемещаясь прямо через период, атомный радиус уменьшается.
Какова тенденция изменения атомного радиуса?
Тенденция к изменению атомного радиуса наблюдается в периодической таблице элементов. Перемещаясь вниз по группе или столбцу, атомы увеличивают атомный радиус. Перемещаясь прямо через период, атомы уменьшают атомный радиус. Причина существования группового тренда заключается в том, что движение группы вниз означает переход к более высоким периодам. Номера периодов указывают на количество электронных орбиталей, окружающих ядра этих атомов в этом элементе. Чем больше орбиталей, тем больше атомный радиус. Кроме того, перемещение прямо через период показывает увеличение атомного номера и количества протонов. Протоны заряжены положительно и, следовательно, влияют на отрицательно заряженные электроны. Атомы с большим количеством протонов, как правило, сильнее притягивают свои электроны к своим ядрам, тем самым уменьшая атомный радиус.
Что такое ионный тренд?
Ионный тренд относится к тенденции изменения размеров ионных радиусов по всей периодической таблице элементов. При просмотре периодической таблицы и перемещении вниз по группе или столбцу номер периода увеличивается, и, следовательно, атомный радиус и ионный радиус этих элементов также увеличиваются.
Как вы объясняете ионный радиус?
Ионный радиус объясняется и определяется как радиус атома после того, как он получает или теряет электрон. Атомы в периодической таблице имеют атомный радиус, который указывает на радиус атомов, пока они нейтральны и не имеют заряда. Если атом получает или теряет электрон, он становится ионом и имеет заряд. Атомы, которые получают электроны, становятся анионами (отрицательно заряженными ионами) и увеличивают свой ионный радиус. Атомы, которые теряют электроны, становятся катионами (положительно заряженными ионами) и уменьшают свой ионный радиус. На ионный радиус также влияет спин иона и число корреляции (или количество связей, атомов или других ионов, окружающих этот ион). Например: ион с большим спином имеет больший ионный радиус, а ион, окруженный связями, также будет иметь увеличенный ионный радиус из-за зарядов, притягиваемых к нему со многих направлений.