原子半径的定义及发展趋势

原子半径是一个用来描述原子大小的术语。但是,此值没有标准定义。原子半径可指离子半径、共价半径、金属半径或范德华半径。...

原子半径是一个用来描述原子大小的术语。但是,此值没有标准定义。原子半径可指离子半径、共价半径、金属半径或范德华半径。

Close-up of molecular structure

原子半径周期表趋势

不管你用什么标准来描述原子半径,原子的大小取决于它的电子延伸的距离。在元素组中,元素的原子半径倾向于越低越大。这是因为当你在周期表中移动时,电子变得更加紧密,所以当原子序数增加的元素有更多的电子时,原子半径可能会减小。在元素周期或列中向下移动的原子半径趋于增大,因为每一行都会增加一个额外的电子壳层。一般来说,最大的原子位于周期表的左下方。

原子半径与离子半径

中性元素(如氩、氪和氖)的原子和离子半径相同。然而,许多元素的原子比原子离子更稳定。如果原子失去了最外层的电子,它就会变成阳离子或带正电的离子。例如K+和Na+。有些原子可能失去多个外部电子,如Ca2+。当电子从原子中移出时,它可能失去最外层的电子壳层,使离子半径小于原子半径。

相反,一些原子如果获得一个或多个电子,形成阴离子或带负电的原子离子,则更稳定。示例包括Cl-和F-。因为没有添加另一个电子壳层,所以阴离子的原子半径和离子半径之间的大小差不如阳离子的大。阴离子半径等于或略大于原子半径。

总的来说,离子半径的趋势与原子半径的趋势是相同的:在周期表中,尺寸增大,向下减小。然而,测量离子半径很难,因为带电的原子离子相互排斥。

测量原子半径

你不能把原子放在普通显微镜下测量它们的大小,尽管你可以用原子力显微镜来测量。此外,原子不会静止不动地接受检查;它们不断地运动着。因此,对原子(或离子)半径的任何测量都是一个包含很大误差的估计。原子半径是根据两个几乎不接触的原子核之间的距离来测量的,这意味着两个原子的电子壳层刚好相互接触。原子之间的这个直径除以二得到半径。然而,重要的是,两个原子不共享化学键(例如,O2,H2),因为该键意味着电子壳层重叠或共享外壳。

文献中引用的原子半径通常是取自晶体的经验数据。对于较新的元素,原子半径是理论值或计算值,基于电子壳层的可能大小。

原子有多大?

皮米是1万亿分之一米。

  • 氢原子的原子半径约为53皮米。
  • 铁原子的原子半径约为156皮米。
  • 测量到的最大原子是铯,其半径约为298皮米。

  • 发表于 2021-09-21 12:33
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  • 分类:化学

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