Atomový poloměr nebo obecněji rozměr atomu je veličina, která není přesně fyzikálně kvantifikována a která není konstantní za všech okolností.Cotton, F. A.; Wilkinson, G. (1988). Advanced Inorganic Chemistry (5th Edn). New York: Wiley. . p. 1385. Hodnota přiřazená poloměru atomu je závislá na zvolené definici atomového poloměru. Definic existuje větší množství a každá definice je vhodná pro jinou situaci.
Definovat poloměr atomu je velmi problematické, protože může jít o velikost volného atomu nebo o velikost atomu vázaného v molekule. Druhý případ může být také vyjádřen pomocí iontového poloměru, jako rozdíl mezi velikostí kovalentně a iontově vázaného atomu.
Atomový poloměr je definován pomocí elektronů: Rozměr atomového jádra se pohybuje ve femtometrech, tj. asi 100 000× menší než elektronový obal. Toto je komplikováno faktem, že nelze přesně určit polohu elektronu a neexistencí ostré hranice kolem elektronového obalu.
Díky těmto problémům bylo vyvinuto několik metod pro určení atomového poloměru, některé jsou založeny na experimentálních výsledcích, jiné na teoretických výpočtech. Faktem je, že atomy se chovají jako by měly elektrony uspořádány do vrstev o poloměru 30–300 pm, protože rozměry atomů se předvídatelně mění napříč periodickou tabulkou a tyto změny mají důležitý dopad na chemii jednotlivých prvků.
Změny atomového poloměru v závislosti na poloze v tabulce prvků Atomové poloměry klesají v periodě tabulky prvků při průchodu zleva doprava a stoupají ve skupině se stoupajícím protonovým číslem. To je z části dáno tím, že distribuce elektronů není náhodná. elektrony jsou uspořádány ve slupkách, které se postupně vzdalují od jádra a dokáží pojmout pouze přesně daný počet elektronů.n-tá slupka může přijmout 2n² elektronů Každá nová perioda odpovídá nově zaplňované elektronové slupce, která je dál od jádra oproti předchozí.
Druhý efekt, který ovlivňuje změnu atomového poloměru je náboj jádra, který stoupá s protonovým číslem. Kladně nabité jádro přitahuje záporně nabitý elektronový obal. V periodě postupně narůstá náboj jádra, ale elektrony zaplňují stále stejnou slupku, to je důvodem poklesu atomového poloměru v periodě.
Lanthanoidová kontrakce
Elektrony z podslupky 4f, která je postupně zaplňována od ceru (Z=58) do lutecia (Z=71), stíní ostatní elektrony od vzrůstajícího náboje jádra málo účinně. Takže se vzrůstajícím nábojem jádra vzrůstá i přitažlivá síla působící na elektronový obal. Díky tomuto efektu je poloměr atomu lanthanoidů menší než poloměr atomu předcházejícího.Greenwood N.N., Earnshaw A.: Chemie prvků II. 1. vyd. 1993. Lanthanoidová kontrakce je významná pro řadu prvků hafnium – platina, dál je kompenzována relativistickým efektem inertního elektronového páru.
Aktinoidová kontrakce
Aktinoidová kontrakce je méně významná než lanthanoidová, ale příčiny vzniku jsou stejné.
Experimentální hodnoty atomového poloměru Experimentální hodnoty atomového poloměru jsou udány v pikometrech s přesností 5 pm.J.C. Slater, J. Chem. Phys. 1964, 41, 3199
Skupina (vertikální) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Perioda (horizontální) 1 H25 He 2 Li145 Be105 B85 C70 N65 O60 F50 Ne 3 Na180 Mg150 Al125 Si110 P100 S100 Cl100 Ar71 4 K220 Ca180 Sc160 Ti140 V135 Cr140 Mn140 Fe140 Co135 Ni135 Cu135 Zn135 Ga130 Ge125 As115 Se115 Br115 Kr 5 Rb235 Sr200 Y180 Zr155 Nb145 Mo145 Tc135 Ru130 Rh135 Pd140 Ag160 Cd155 In155 Sn145 Sb145 Te140 I140 Xe 6 Cs260 Ba215 * Hf155 Ta145 W135 Re135 Os130 Ir135 Pt135 Au135 Hg150 Tl190 Pb180 Bi160 Po190 At Rn 7 Fr Ra215 ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Lanthanoidy * La195 Ce185 Pr185 Nd185 Pm185 Sm185 Eu185 Gd180 Tb175 Dy175 Ho175 Er175 Tm175 Yb175 Lu175 Aktinoidy ** Ac195 Th180 Pa180 U175 Np175 Pu175 Am175 Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Vypočítané atomové poloměry Vypočítané atomové poloměry v pm.E. Clementi, D.L.Raimondi, and W.P. Reinhardt, J. Chem. Phys. 1963, 38, 2686
Skupina (vertikální) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Perioda (horizontální) 1 H53 He31 2 Li167 Be112 B87 C67 N56 O48 F42 Ne38 3 Na190 Mg145 Al118 Si111 P98 S88 Cl79 Ar71 4 K243 Ca194 Sc184 Ti176 V171 Cr166 Mn161 Fe156 Co152 Ni149 Cu145 Zn142 Ga136 Ge125 As114 Se103 Br94 Kr88 5 Rb265 Sr219 Y212 Zr206 Nb198 Mo190 Tc183 Ru178 Rh173 Pd169 Ag165 Cd161 In156 Sn145 Sb133 Te123 I115 Xe108 6 Cs298 Ba253 * Hf208 Ta200 W193 Re188 Os185 Ir180 Pt177 Au174 Hg171 Tl156 Pb154 Bi143 Po135 At Rn120 7 Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Lanthanoidy * La Ce Pr247 Nd206 Pm205 Sm238 Eu231 Gd233 Tb225 Dy228 Ho Er226 Tm222 Yb222 Lu217 Aktinoidy ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Odkazy
Reference
Související články Délka vazby Iontový poloměr
Kategorie:Teoretická chemie