Эффективный радиус - атом
Cтраница 3
Одной из численных характеристик атома или иона, предопределяющих их свойства, является эффективный радиус атома или иона. Не следует думать, что атомы или ионы в молекулах или кристаллах резко отграничены друг от друга. Тем не менее во многих случаях, в частности при сочетании в кристаллическую решетку, атомы ионы ведут себя так, как если бы они были шариками определенного размера. [31]
Одной из численных характеристик атома или иона, предопределяющих их свойства, является эффективный радиус атома или иона ( см. таблицу, стр. Не следует думать, что атомы или ионы в молекулах или кристаллах резко отграничены друг от друга. Тем не менее во многих случаях, в частности при сочетании в кристаллическую решетку, атомы и ионы ведут себя так, как если бы они были жесткими шариками определенного размера. [32]
Меж-ядерное расстояние для катиона и кислорода принято равным сумме кристаллографического радиуса катиона и некоторого характерного для атома кислорода радиуса. Аналогично, расстояние между центром аниона и протоном приравнено сумме кристаллографического радиуса аниона и эффективного радиуса атома водорода. Соответствующая обработка данных показала, что характерный радиус для атома кислорода ( 0 68 А) в пределах погрешности неотличим от его ковалентного радиуса ( 0 66А), а эффективный радиус атома водорода равен нулю. [33]
Наибольшее уменьшение характерно для s - и р-элементов. В больших периодах для d - и / - элементов наблюдается более плавное уменьшение эффективных радиусов, называемое соответственно d - и [ - сжатием. Эффективные радиусы атомов благородных газов, которыми заканчиваются периоды Системы. Значения эффективных радиусов благородных газов ( см. табл. 5) получены из межъядерных расстояний в кристаллах этих веществ, существующих при низких температурах. А в кристаллах благородных газов действуют слабые силы Ван-дер - Вааль-са в отличие, например, от молекул галогенов, в которых имеются прочные ковалентные связи. [34]
Но такое допущение корректно лишь в предельном случае, когда два сорта атомов могут взаимозаменяться, не внося при этом никаких возмущений в положения атомов, т.е. когда атомы имеют строго одинаковые размеры. Например, для сплавов Си - Аи, хотя эффективный радиус атомов в сплавах не обязательно совпадает с их радиусом в одноатомных кристаллах, разница между постоя н-ными решетки Си и Аи примерно в 10 % ( 3 65 и 4 07 А) предполагает значительную разницу эффективных размеров атомов в сплавах. [35]
Соединения, в которых бром и иод электроотрицательны. Строчки III и IV выражают основные характеристики строения их атомов: распределение электронов по оболочкам или уровням и эффективные радиусы атомов. Общее в свойствах у галогенов; зависит от одинакового числа электронов ( 7) во внешней оболочке, а ( индивидуальное - главным образом от нарастающей с атомным номером удаленности этой оболочки от ядра ( от атомного радиуса), наиболее непосредственным результатом чего является ослабление связи внешних электронов с атомом. [36]
Меж-ядерное расстояние для катиона и кислорода принято равным сумме кристаллографического радиуса катиона и некоторого характерного для атома кислорода радиуса. Аналогично, расстояние между центром аниона и протоном приравнено сумме кристаллографического радиуса аниона и эффективного радиуса атома водорода. Соответствующая обработка данных показала, что характерный радиус для атома кислорода ( 0 68 А) в пределах погрешности неотличим от его ковалентного радиуса ( 0 66А), а эффективный радиус атома водорода равен нулю. [37]
Пенкали Очерки кристаллохимии в значительной степени ограничена материалом классической кристаллохимии и не содержит в должном объеме обобщений по, последним достижениям структурных исследований. Следует отметить, чте представления о радиусах атомов ( ионов) в современной кристаллохимии не имеют существенного значения. Им на смену пришла концепция координационных связей, их анизотропии и индивидуальности в различных кристаллических структурах. Разумное использование концепции эффективных радиусов атомов, ионов, молекул в основном для приближенных построений может быть перспективным только в том случае, когда исследователь четко понимает всю искусственность применения изотропной концепции радиусов в анизотропном кристаллическом пространстве, понимает все ее недостатки и не возводит ее в абсолют. Пенкаля в данной книге именно в таком смысле гольдшмидтовская концепция эффективных радиусов себя не дискредитировала: с незначительными уточнениями она и теперь обычно используется в кристаллохимии. [38]
Если кристаллическая решетка построена из ионов, то R и г - эффективные радиусы ионов. Ионные эффективные радиусы не равны радиусам ионов R1 и гг, так как ионы, находясь под действием сил притяжения и отталкивания, не соприкасаются друг с другом и находятся на некотором расстоянии один от другого. Однако с некоторым приближением можно считать, что эффективные радиусы пропорциональны истинным, и это может служить для объяснения некоторых свойств ионов. Когда кристалл состоит из нейтральных атомов, подобным образом можно определить эффективные радиусы атомов. [39]
Результаты исследований многих физиков свидетельствуют о том, что эта картина правильна лишь приближенно. Электрон не движется по некоторой определенной орбите, а совершает в известной мере неупорядоченное движение - иногда он оказывается очень близко к ядру, иногда значительно удаляется от него. Более того, он движется главным образом в направлении к ядру или от него и - перемещается во всех направлениях относительно ядра, а не находится в одной плоскости. Хотя он и не остается точно на расстоянии 53 пм от ядра, все же это расстояние определяет его наиболее вероятное положение относительно ядра. Благодаря быстрому движению вокруг ядра он эффективно занимает все пространство в радиусе примерно 100 пм от ядра и таким образом предопределяет величину эффективного радиуса атома водорода, равную примерно 100 пм. [40]
 |
Две молекулы хлора, расположенные на расстоянии вандерваальсова радиуса. схема показывает различие между вандерваальсовым радиусом и кова-лентным радиусом. [41] |
Вандерваальсов радиус и ионный радиус данного атома в состоянии отрицательного иона по существу один и тот же. Так, вандерваальсов радиус хлора равен 1 80 А, а ионный радиус хлорид-иона равен 1 81 А. Ковалентные радиусы имеют другой смысл и иное применение. Сумма ковалентных радиусов при одинарной связи для двух атомов равна расстоянию между атомами, когда они связаны одинарной ковалентной связью. Ковалентный радиус атома при одинарной связи можно принять за расстояние от ядра до среднего положения поделенной электронной пары, тогда как вандерваальсов радиус простирается до внешней части области, занятой электронами данного атома, как показано на рис. 6.29. Эффективный радиус атома в направлении, которое образует небольшой угол с направлением ковалентной связи, образованной данным атомом, меньше вандерваальсова радиуса в противоположном направлении от данной связи. [42]
Первоначально сложилось представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т.е. в химических соединениях. При этом предполагалось, что атомы представляют собой несжимаемые шары, которые соприкасаются своими поверхностями в соединениях. Наконец, эффективные радиусы, рассчитанные для кристаллов с преимущественно ионной связью, назывались ионными радиусами. Для этого определяли радиус какого-нибудь иона, а затем вычисляли ионные радиусы других элементов из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в кристаллических решетках. Так, с помощью оптических методов, а затем расчетом был определен радиус аниона фтора, равный 0 113 нм. А расстояние между атомами Na и F в решетке NaF было установлено равным 0 231 нм. Отсюда радиус иона Na равен 0 231 - 0 113 0 118 нм. Металлические радиусы получены делением пополам расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллических решетках металлов. Ковалентные радиусы неметаллов также вычислены как половина межъядерного расстояния в молекулах или кристаллах соответствующих простых веществ. Для одного и того же элемента, эффективные радиусы ( ковалентный, ионный, металлический) не совпадают между собой. Наибольшее уменьшение характерно для s - и р-элементов. В больших периодах для d - и / - элементов наблюдается более плавное уменьшение эффективных радиусов, называемое соответственно dr - и / сжатием. Эффективные радиусы атомов благородных газов, которыми заканчиваются периоды системы, значительно больше эффективных радиусов предшествующих им р-элементов. Значения эффективных радиусов благородных газов ( см. табл. 4) получены из межъядерных расстояний в кристаллах этих веществ, существующих при низких температурах. А в кристаллах благородных газов действуют слабые силы Ван-дер - Ваальса в отличие, например, от молекул галогенов, в которых имеются прочные ковалентные связи. [43]
Первоначально сложилось представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т.е. в химических соединениях. При этом предполагалось, что атомы представляют собой несжимаемые шары, которые соприкасаются своими поверхностями в соединениях. Наконец, эффективные радиусы, рассчитанные для кристаллов с преимущественно ионной связью, назывались ионными радиусами. Для этого определяли радиус какого-нибудь иона, а затем вычисляли ионные радиусы других элементов из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в кристаллических решетках. Так, с помощью оптических методов, а затем расчетом был определен радиус аниона фтора, равный 0 113 нм. А расстояние между атомами Na и F в решетке NaF было установлено равным 0 231 нм. Отсюда радиус иона Na равен 0 231 - 0 113 0 118 нм. Металлические радиусы получены делением пополам расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллических решетках металлов. Ковалентные радиусы неметаллов также вычислены как половина межъядерного расстояния в молекулах или кристаллах соответствующих простых веществ. Для одного и того же элемента эффективные радиусы ( ковалентный, ионный, металлический) не совпадают между собой. Наибольшее уменьшение характерно для s - и р-элементов. В больших периодах для d - и / - элементов наблюдается более плавное уменьшение эффективных радиусов, называемое соответственно d - и / сжатием. Эффективные радиусы атомов благородных газов, которыми заканчиваются периоды системы, значительно больше эффективных радиусов предшествующих им jp - элементов. Значения эффективных радиусов благородных газов ( см. табл. 4) получены из межъядерных расстояний в кристаллах этих веществ, существующих при низких температурах. А в кристаллах благородных газов действуют слабые силы Ван-дер - Ваальса в отличие, например, от молекул галогенов, в которых имеются прочные ковалентные связи. [44]
Страницы: 1 2 3