Книга: Общая химия
33. Размеры атомов и ионов.
<<< Назад 32. Принцип Паули. Электронная структура атомов и периодическая система элементов. |
Вперед >>> 34. Энергия ионизации и сродство к электрону. |
33. Размеры атомов и ионов.
Рассмотрим зависимость некоторых свойств атомов от строения их электронных оболочек. Остановимся, прежде всего, на закономерностях изменения атомных и ионных радиусов.
Электронные облака не имеют резко очерченных границ. Поэтому понятие о размере атома не является строгим. Но если представить себе атомы в кристаллах простого вещества в виде соприкасающихся друг с другом шаров, то расстояние между центрами соседних шаров (т.е. между ядрами соседних атомов) можно принять равным удвоенному радиусу атома. Так, наименьшее межъядерное расстояние в кристаллах меди равно 0,256 нм; это позволяет считать, что радиус атома меди равен половине этой величины, т.е. 0,128 нм.
Зависимость атомных радиусов от заряда ядра атома Z имеет периодический характер. В пределах одного периода с увеличением Z проявляется тенденция к уменьшению размеров атома, что особенно четко наблюдается в коротких периодах (радиусы атомов приведены в нм):
Это объясняется увеличивающимся притяжением электронов внешнего слоя к ядру по мере возрастания его заряда.
С началом застройки нового электронного слоя, более удаленного от ядра, т.е. при переходе к следующему периоду, атомные радиусы возрастают (сравните например, радиусы атомов фтора и натрия). В результате в пределах подгруппы с возрастанием заряда ядра размеры атомов увеличиваются. Приведем в качестве примера значения атомных радиусов (в нм) элементов некоторых главных подгрупп:
- 95 -
Электроны наружного слоя, наименее прочно связанные с ядром, могут отрываться от атома и присоединяться к другим атомам, входя в состав наружного слоя последних. Атомы, лишившиеся одного или нескольких электронов, становятся заряженными положительно, так как заряд ядра атома превышает сумму зарядов оставшихся электронов. Наоборот, атомы, присоединившие к себе лишние электроны, заряжаются отрицательно. Образующиеся заряженные частицы называются ионами.
Ионы обозначают теми же символами, что и атомы, указывая справа вверху их заряд: например, положительный трехзарядный ион алюминия обозначают Al3+, отрицательный однозарядный ион хлора — Cl-.
Потеря атомов электронов приводит к уменьшению его эффективных размеров, а присоединение избыточных электронов — к увеличению. Поэтому радиус положительно заряженного иона (катиона) всегда меньше, а радиус отрицательно заряженного иона (аниона) всегда больше радиуса соответствующего электронейтрального атома. Так, радиус атома калия составляет 0,236 нм, а радиус иона K+ -0,133 нм; радиусы атома хлора и иона Cl- соответственно равны 0,099 и 0,181 нм. При этом радиус иона тем сильней отличается от радиуса атома, чем больше заряд иона. Например, радиусы атома хром и ионов Cr2+ и Cr3+ составляют соответственно 0,127, 0,083 и 0,064 нм.
В пределах одной подгруппы радиусы ионов одинакового заряда возрастают с увеличением заряда ядра. Это иллюстрируется следующими примерами (радиусы ионов даны в нм):
Такая закономерность объясняется увеличением числа электронных слоев и растущим удалением внешних электронов от ядра.
<<< Назад 32. Принцип Паули. Электронная структура атомов и периодическая система элементов. |
Вперед >>> 34. Энергия ионизации и сродство к электрону. |
- 20. Радиоактивность.
- 21. Ядерная модель атома.
- 23. Квантовая теория света.
- 24. Строение электронной оболочки атома по Бору.
- 25. Исходные представления квантовой механики.
- 26. Волновая функция.
- 27. Энергетическое состояние электрона в атоме.
- 28. Главное квантовое число.
- 29. Орбитальное квантовое число. Формы электронных облаков.
- 30. Магнитное и спиновое квантовые числа.
- 31. Много электронные атомы.
- 32. Принцип Паули. Электронная структура атомов и периодическая система элементов.
- 33. Размеры атомов и ионов.
- 34. Энергия ионизации и сродство к электрону.
- 35. Строение атомных ядер. Изотопы.
- 36. Радиоактивные элементы и их распад.
- 37. Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции.
- Русское знамя в Новой Гвинее
- Связь соотношения полов при рождении с условиями среды.
- Татары, башкиры, чуваши, карачаево-балкарцы, крымские татары
- Суперматерик Евразия
- 10.3. Одна в джунглях среди «дьяволов»
- Примеры Заданий ЕГЭ с Комментариями
- УСТОЙЧИВОСТЬ К АНТИБИОТИКАМ
- 4.3. Предпосылки возникновения учения Чарлза Дарвина
- Краткий обзор и перспектива
- Часть первая – историческая
- 219. Как получают снимки океанского дна?
- Как преодолеть экологический кризис?