Vienas iš svarbiausias savybes cheminiai elementai, dalyvaujantys formuojant cheminį ryšį, yra atomo (jono) dydžio: jam didėjant, mažėja tarpatominių ryšių stiprumas. Atomo (jono) dydis paprastai nustatomas pagal jo spindulio arba skersmens reikšmę. Kadangi atomas (jonas) neturi aiškių ribų, „atominio (joninio) spindulio“ sąvoka reiškia, kad 90–98% atomo (jono) elektronų tankio yra šio spindulio sferoje. Žinant atominių (joninių) spindulių reikšmes, galima įvertinti tarpbranduolinius atstumus kristaluose (tai yra šių kristalų struktūrą), nes daugeliui problemų galima laikyti trumpiausius atstumus tarp atomų (jonų) branduolių. jų atominių (joninių) spindulių suma, nors toks adityvumas yra apytikslis ir tenkinamas ne visais atvejais.

Pagal atominis spindulyscheminis elementas(apie joninį spindulį, žr. toliau), dalyvaujantys formuojant cheminį ryšį, bendru atveju jie sutiko suprasti pusę pusiausvyros tarpbranduolinio atstumo tarp artimiausių atomų elemento kristalinėje gardelėje. Ši koncepcija, kuri yra gana paprasta, jei laikome atomus (jonus) standžiomis sferomis, iš tikrųjų pasirodo sudėtinga ir dažnai dviprasmiška. Cheminio elemento atominis (joninis) spindulys nėra pastovi vertė, bet kinta priklausomai nuo daugelio veiksnių, iš kurių svarbiausi yra cheminio ryšio tipas.

ir koordinavimo numerį.

Jeigu susidaro tas pats atomas (jonas) skirtinguose kristaluose skirtingi tipai cheminis ryšys, tada jis turės kelis spindulius - kovalentinis kristale su kovalentiniu ryšiu; joninis kristale su jonine jungtimi; metalas metale; van der Waalsas molekuliniame kristale. Cheminio ryšio tipo įtaka matoma toliau pateiktame pavyzdyje. Deimante visos keturios cheminės jungtys yra kovalentinės ir susidaro sp 3-hibridai, taigi visi keturi tam tikro atomo kaimynai yra tame pačiame ir

tokiu pat atstumu nuo jo d= 1,54 A˚), o kovalentinis anglies spindulys deimante bus

yra lygus 0,77 A˚. Arseno kristale atstumas tarp atomų, sujungtų kovalentiniais ryšiais ( d 1 = 2,52 A˚), daug mažiau nei tarp atomų, surištų van der Waalso jėgų ( d 2 = 3,12 A˚), taigi As kovalentinis spindulys bus 1,26 A˚, o van der Waalsas – 1,56 A˚.

Atominis (joninis) spindulys taip pat labai smarkiai kinta pasikeitus koordinaciniam skaičiui (tai galima pastebėti atliekant polimorfines elementų transformacijas). Kuo mažesnis koordinacinis skaičius, tuo mažesnis erdvės užpildymo atomais (jonais) laipsnis ir mažesni atstumai tarp branduolių. Koordinavimo skaičiaus padidėjimą visada lydi tarpbranduolinių atstumų padidėjimas.

Iš to, kas pasakyta, išplaukia, kad atominiai (joniniai) spinduliai skirtingi elementai, dalyvaujantys formuojant cheminį ryšį, gali būti lyginami tik tada, kai jie sudaro kristalus, kuriuose realizuojasi to paties tipo cheminis ryšys, o šie elementai susidariusiuose kristaluose turi tuos pačius koordinacinius skaičius.

Išsamiau panagrinėkime pagrindines atominių ir joninių spindulių ypatybes.

Pagal kovalentiniai elementų spinduliaiĮprasta suprasti pusę pusiausvyros tarpbranduolinio atstumo tarp artimiausių atomų, sujungtų kovalentiniu ryšiu.

Kovalentinių spindulių ypatybė yra jų pastovumas skirtingose ​​„kovalentinėse struktūrose“, turinčiose tą patį koordinacinį skaičių Z j. Be to, kovalentiniai spinduliai, kaip taisyklė, yra adityviai sujungti vienas su kitu, tai yra, atstumas A–B yra pusė A–A ir B–B atstumų sumos, esant kovalentiniams ryšiams ir taip pat koordinavimo numerius visose trijose struktūrose.

Yra normalus, tetraedrinis, oktaedras, kvadratinis ir linijinis kovalentinis spindulys.

Normalus kovalentinis atomo spindulys atitinka atvejį, kai atomas sudaro tiek kovalentinių ryšių, kiek jis atitinka jo vietą periodinėje lentelėje: anglies - 2, azoto - 3 ir tt Tai lemia skirtingas normalieji spinduliai, priklausantys nuo daugybinių (tvarkos) ryšių (viengubas ryšys, dvigubas, trigubas). Jei ryšys susidaro, kai hibridiniai elektronų debesys persidengia, tada jie kalba apie tetraedrinius

(Z k = 4, sp 3-hibridinės orbitos), oktaedrinės ( Z k = 6, d 2sp 3-hibridinės orbitos), kvadratinės ( Z k = 4, dsp 2-hibridinės orbitos), tiesinės ( Z k = 2, sp-hibridinės orbitos) kovalentiniai spinduliai.

Naudinga žinoti apie kovalentinius spindulius (keleto elementų kovalentinių spindulių reikšmės pateiktos).

1. Kovalentiniai spinduliai, skirtingai nei joniniai, negali būti interpretuojami kaip sferinės formos atomų spinduliai. Kovalentiniai spinduliai naudojami tik tarpbranduoliniams atstumams tarp atomų, sujungtų kovalentiniais ryšiais, apskaičiuoti ir nieko nesako apie atstumus tarp to paties tipo atomų, nesusijusių kovalentiniu ryšiu.

2. Kovalentinio spindulio reikšmę lemia kovalentinio ryšio dauginys. Triguba jungtis yra trumpesnė nei dviguba jungtis, kuri savo ruožtu yra trumpesnė už viengubą jungtį, todėl trigubo ryšio kovalentinis spindulys yra mažesnis nei dvigubos jungties kovalentinis spindulys, kuris yra mažesnis

viengungis. Reikėtų nepamiršti, kad santykių daugialypės eilės tvarka nebūtinai turi būti sveikasis skaičius. Jis taip pat gali būti trupmeninis, jei ryšys yra rezonansinis (benzeno molekulė, Mg2 Sn junginys, žr. toliau). Šiuo atveju kovalentinis spindulys turi tarpinę reikšmę tarp reikšmių, atitinkančių sveikų skaičių santykio daugumos eiles.

3. Jei ryšys yra mišraus kovalentinio-joninio pobūdžio, bet turintis didelį jungties kovalentinio komponento laipsnį, tada galima įvesti kovalentinio spindulio sąvoką, tačiau jungties joninio komponento įtaka jo vertės negalima nepaisyti. Kai kuriais atvejais dėl šio poveikio gali smarkiai sumažėti kovalentinis spindulys, kartais net iki 0,1 A˚. Deja, bandoma numatyti šio poveikio mastą įvairiose

bylos dar nebuvo sėkmingos.

4. Kovalentinio spindulio reikšmė priklauso nuo hibridinių orbitalių, dalyvaujančių kovalentiniame ryšyje, tipo.

Jonų spinduliaiŽinoma, negalima apibrėžti kaip pusės atstumų tarp artimiausių jonų branduolių sumos, nes, kaip taisyklė, katijonų ir anijonų dydžiai smarkiai skiriasi. Be to, jonų simetrija gali šiek tiek skirtis nuo sferinės. Nepaisant to, tikriems joniniams kristalams pagal joninis spindulysĮprasta suprasti rutulio spindulį, kuris apytiksliai atitinka joną.

Joniniai spinduliai naudojami apytiksliai įvertinti atstumą tarp branduolių joniniuose kristaluose. Daroma prielaida, kad atstumas tarp artimiausio katijono ir anijono yra lygus jų jonų spindulių sumai. Tipinė paklaida nustatant tarpbranduolinius atstumus pagal jonų spindulius tokiuose kristaluose yra ≈0,01 A˚.

Yra keletas joninių spindulių sistemų, kurios skiriasi atskirų jonų joninių spindulių vertėmis, tačiau lemia maždaug tuos pačius branduolinius atstumus. Pirmąjį joninių spindulių nustatymo darbą 1920-aisiais atliko V. M. Goldshmit. Joje autorius, viena vertus, panaudojo rentgeno struktūrinės analizės būdu išmatuotus tarpbranduolinius atstumus joniniuose kristaluose ir, kita vertus, jonų spindulių F– ir O2– reikšmes, nustatytas

refraktometrijos metodas. Dauguma kitų sistemų taip pat priklauso nuo tarpbranduolinių atstumų kristaluose, nustatytais difrakcijos metodais, ir kai kuriomis konkretaus jono joninio spindulio „atskaitinėmis“ vertėmis. Plačiausiai žinomoje sistemoje

Paulingo, ši atskaitos vertė yra O2− peroksido jono joninis spindulys, lygus

1,40 A˚. Ši O2 vertė gerai atitinka teorinius skaičiavimus. G. B. Bokiya ir N. V. Belovo sistemoje, kuri laikoma viena patikimiausių, joninis spindulys O2– yra lygus 1,36 A˚.

Aštuntajame ir devintajame dešimtmetyje buvo bandoma tiesiogiai nustatyti jonų spindulius, matuojant elektronų tankį naudojant rentgeno struktūrinę analizę, su sąlyga, kad jonų riba būtų imamas elektronų tankio minimumas branduolius jungiančioje linijoje. . Paaiškėjo, kad šis tiesioginis metodas lemia pervertintas katijonų joninių spindulių vertes ir neįvertintas anijonų joninių spindulių vertes. Be to, paaiškėjo, kad tiesioginiu metodu nustatytų jonų spindulių vertės negali būti perkeltos iš vieno junginio į kitą, o nuokrypiai nuo adityvumo yra per dideli. Todėl tokie joniniai spinduliai nėra naudojami tarpbranduoliniams atstumams numatyti.

Naudinga žinoti apie joninius spindulius (toliau pateiktose lentelėse pateiktos joninių spindulių vertės pagal Bokiy ir Belov).

1. To paties elemento jonų joninis spindulys kinta priklausomai nuo jo krūvio, o to paties jono – nuo ​​koordinacinio skaičiaus. Priklausomai nuo koordinacinio skaičiaus, skiriami tetraedriniai ir oktaedriniai joniniai spinduliai.

2. Vienos vertikalios eilės viduje, tiksliau, vienos grupės viduje, periodiškai

Sistemoje to paties krūvio jonų spindulys didėja didėjant elemento atominiam skaičiui, nes didėja elektronų užimamų apvalkalų skaičius, taigi ir jono dydis.

3. To paties periodo teigiamai įkrautų atomų jonų joniniai spinduliai sparčiai mažėja didėjant krūviui. Spartus mažėjimas paaiškinamas dviejų pagrindinių veiksnių veikimu viena kryptimi: stipriu „savų“ elektronų pritraukimu katijono, kurio krūvis didėja didėjant atominiam skaičiui; katijono ir jį supančių anijonų sąveikos stiprumo padidėjimas, padidėjus katijono krūviui.

4. To paties laikotarpio atomų neigiamo krūvio jonams jonų spinduliai didėja didėjant neigiamam krūviui. Du veiksniai, aptarti ankstesnėje pastraipoje, šiuo atveju veikia priešingomis kryptimis, o vyrauja pirmasis veiksnys (padidėjus neigiamam anijono krūviui didėja ir jo joninis spindulys), todėl jonų spindulių padidėjimas neigiamo krūvio padidėjimas vyksta daug lėčiau nei mažėjimas ankstesniu atveju.

5. Tam pačiam elementui, ty su ta pačia pradine elektronine konfigūracija, katijono spindulys yra mažesnis nei anijono. Taip yra dėl sumažėjusio išorinių „papildomų“ elektronų pritraukimo prie anijono branduolio ir padidėjusio ekranavimo efekto dėl vidinių elektronų (katijonui trūksta elektronų, o anijonui – perteklius).

6. Vienodo krūvio jonų dydžiai atitinka periodinės lentelės periodiškumą. Tačiau joninio spindulio reikšmė nėra proporcinga branduolio krūviui Z, kuris yra dėl stipraus elektronų traukos branduolyje. Be to, periodinės priklausomybės išimtis yra lantanidai ir aktinidai, kurių serijose vienodų krūvių atomų ir jonų spindulys ne didėja, o mažėja didėjant atominiam skaičiui (vadinamasis lantanido susitraukimas ir aktinidų susitraukimas). .11

11 Lantanido susitraukimas ir aktinidų susitraukimas atsiranda dėl to, kad lantaniduose ir aktiniduose elektronai, pridedami padidėjus atominiam skaičiui, užpildomi vidinis d Ir f- apvalkalai, kurių pagrindinis kvantinis skaičius yra mažesnis už pagrindinį tam tikro laikotarpio kvantinį skaičių. Tuo pačiu metu, remiantis kvantiniais mechaniniais skaičiavimais d ir ypač viduje f teigia, kad elektronas yra daug arčiau branduolio nei jo viduje s Ir p tam tikro laikotarpio būsenos su dideliu kvantiniu skaičiumi, todėl d Ir f-elektronai yra vidinėse atomo srityse, nors šių būsenų užpildymas elektronais (kalbame apie elektroninius lygius energetinėje erdvėje) vyksta skirtingai.

metaliniai spinduliai laikomi lygiais pusei trumpiausio atstumo tarp atomų branduolių metalo elemento kristalizacijos struktūroje. Jie priklauso nuo koordinavimo numerio. Jei paimtume bet kurio elemento metalinį spindulį ties Z k \u003d 12 vienam vienetui, tada su Z k = 8, 6 ir 4, to paties elemento metaliniai spinduliai bus atitinkamai 0,98; 0,96; 0,88. Metaliniai spinduliai turi adityvumo savybę. Žinant jų vertes, galima apytiksliai numatyti parametrus kristalinės grotelės intermetaliniai junginiai.

Metalų atominiams spinduliams būdingi šias funkcijas(duomenis apie metalų atominių spindulių reikšmes galima rasti).

1. Pereinamųjų metalų metaliniai atominiai spinduliai paprastai yra mažesni nei nepereinamųjų metalų metaliniai atominiai spinduliai, atspindintys didesnį pereinamųjų metalų jungties stiprumą. Ši savybė atsiranda dėl to, kad pereinamųjų grupių metalai ir periodinėje sistemoje jiems artimiausi metalai turi el. d- apvalkalai ir elektronai d-valstybės gali dalyvauti formuojant cheminį ryšį. Ryšys gali sustiprėti iš dalies dėl kovalentinio ryšio komponento atsiradimo ir iš dalies dėl van der Waalso joninių šerdžių sąveikos. Pavyzdžiui, geležies ir volframo kristaluose elektronai yra d-valstybės svariai prisideda prie rišamosios energijos.

2. Vienos vertikalios grupės ribose, judant iš viršaus į apačią, didėja metalų atominiai spinduliai, tai yra dėl nuoseklaus elektronų skaičiaus didėjimo (didėja elektronų užimamų apvalkalų skaičius).

3. Per vieną laikotarpį, tiksliau, pradedant nuo šarminio metalo iki pereinamųjų metalų grupės vidurio, kryptimi iš kairės į dešinę, atominio metalo spinduliai mažėja. Ta pačia seka didėja atomo branduolio elektrinis krūvis ir didėja elektronų skaičius valentiniame apvalkale. Didėjant rišančių elektronų skaičiui viename atome, stiprėja metalinis ryšys, o tuo pačiu, padidėjus branduolio krūviui, didėja branduolio branduolio (vidinių) elektronų trauka, todėl metalo atomo spindulio vertė mažėja.

4. VII ir VIII grupių pereinamieji metalai iš to paties laikotarpio pirmoje aproksimacijoje turi beveik vienodus metalo spindulius. Matyt, kalbant apie elementus, kurie turi 5 ir daugiau d-elektronus, branduolinio krūvio padidėjimą ir su tuo susijusį branduolio elektronų pritraukimo poveikį, dėl kurio sumažėja atominis metalo spindulys, kompensuoja poveikis, kurį sukelia didėjantis elektronų skaičius atome (jone), kurie ne dalyvauja formuojant metalinį ryšį ir padidina metalo spindulį (didėja elektronų užimamų būsenų skaičius).

5. Pereinamųjų elementų spindulių padidėjimas (žr. 2 dalį), kuris atsiranda perėjimo iš ketvirtojo į penktąjį periodą metu, nepastebimas pereinamųjų elementų

perėjimas iš penktojo į šeštą laikotarpį; atitinkamų (vertikalaus palyginimo) elementų metaliniai atominiai spinduliai šiais dviem paskutiniais laikotarpiais yra beveik vienodi. Matyt, taip yra dėl to, kad tarp jų esantys elementai yra sukomplektuoti gana giliai f-apvalkalas, todėl branduolio krūvio padidėjimas ir su tuo susiję traukos efektai pasirodo reikšmingesni už poveikį, susijusį su didėjančiu elektronų skaičiumi (lantanido susitraukimas).

6. Paprastai metaliniai spinduliai yra daug didesni už joninius, tačiau jie taip smarkiai nesiskiria nuo tų pačių elementų kovalentinių spindulių, nors visi be išimties yra didesni už kovalentinius. Didelis tų pačių elementų metalinių atominių ir joninių spindulių reikšmių skirtumas paaiškinamas tuo, kad ryšys, kurio kilmė yra beveik laisvo laidumo elektronai, nėra stipri (todėl stebimi gana dideli tarpatominiai atstumai metalines groteles). Žymiai mažesnis tų pačių elementų metalinių ir kovalentinių spindulių reikšmių skirtumas gali būti paaiškintas, jei atsižvelgsime į metalinis ryšys kaip kažkoks ypatingas „rezonansinis“ kovalentinis ryšys.

Pagal van der Waals spindulysĮprasta suprasti pusę pusiausvyros tarpbranduolinio atstumo tarp artimiausių atomų, sujungtų van der Waals ryšiu. Van der Waals spinduliai nustato efektyvius tauriųjų dujų atomų dydžius. Be to, kaip matyti iš apibrėžimo, van der Waalso atomo spindulys gali būti laikomas puse atstumo tarp branduolių tarp artimiausių to paties pavadinimo atomų, sujungtų van der Waals ryšiu ir priklausančių skirtingoms molekulėms (pavyzdžiui, molekuliniai kristalai). Kai atomai artėja vienas prie kito atstumu, mažesniu už jų van der Waals spindulių sumą, įvyksta stiprus tarpatominis atstūmimas. Todėl van der Waalso atominiai spinduliai apibūdina minimalius leistinus skirtingoms molekulėms priklausančių atomų kontaktus. Duomenų apie van der Waalso atominių spindulių reikšmes kai kuriems atomams galima rasti).

Žinant van der Waalso atominius spindulius, galima nustatyti molekulių formą ir jų pakavimą molekuliniuose kristaluose. Van der Waals spinduliai yra daug didesni nei visi aukščiau išvardyti tų pačių elementų spinduliai, o tai paaiškinama van der Waals jėgų silpnumu.

Jonų spindulys- jonų katijonų ir jonų anijonų dydį apibūdinanti vertė Å; būdingas sferinių jonų dydis, naudojamas tarpatominiams atstumams joniniuose junginiuose apskaičiuoti. Joninio spindulio samprata grindžiama prielaida, kad jonų dydis nepriklauso nuo molekulių, į kurias jie įtraukti, sudėties. Jai įtakos turi elektronų apvalkalų skaičius ir atomų bei jonų pakavimo tankis kristalinėje gardelėje.

Jono dydis priklauso nuo daugelio veiksnių. Esant pastoviam jono krūviui, didėjant eilės numeriui (taigi ir branduolio krūviui), jonų spindulys mažėja. Tai ypač pastebima lantanido serijose, kur jonų spinduliai monotoniškai kinta nuo 117 pm (La3+) iki 100 pm (Lu3+), kai koordinavimo skaičius yra 6. Šis efektas vadinamas lantanido susitraukimu.

Elementų grupėse jonų spinduliai paprastai didėja didėjant atominiam skaičiui. Tačiau ketvirtojo ir penktojo periodų d elementams dėl lantanido susitraukimo gali net sumažėti jonų spindulys (pvz., nuo 73 pm Zr4+ iki 72 pm Hf4+, kai koordinacinis skaičius yra 4).

Laikotarpiu pastebimas jonų spindulio sumažėjimas, susijęs su elektronų pritraukimo prie branduolio padidėjimu, kartu didėjant branduolio ir paties jono krūviui: 116 pm Na+, 86 pm Mg2+, 68 pm Al3+ (koordinacijos numeris 6). Dėl tos pačios priežasties, padidėjus jonų krūviui, sumažėja vieno elemento jonų spindulys: Fe2+ 77 pm, Fe3+ 63 pm, Fe6+ 39 pm (koordinacijos numeris 4).

Joninių spindulių palyginimas gali būti atliekamas tik tuo pačiu koordinaciniu skaičiumi, nes tai daro įtaką jono dydžiui dėl atstumiamųjų jėgų tarp priešionių. Tai aiškiai matyti Ag+ jono pavyzdyje; jo joninis spindulys yra atitinkamai 81, 114 ir 129 pm koordinaciniams skaičiams 2, 4 ir 6.
Idealaus joninio junginio struktūra dėl maksimalaus traukos tarp skirtingų jonų ir minimalaus panašių jonų atstūmimo daugiausia priklauso nuo katijonų ir anijonų joninių spindulių santykio. Tai gali parodyti paprastos geometrinės konstrukcijos.

Jonų spindulys priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip branduolio krūvis ir dydis, elektronų skaičius elektronų apvalkale, jo tankis dėl Kulono sąveikos. Nuo 1923 m. ši sąvoka buvo suprantama kaip efektyvūs joniniai spinduliai. Goldschmidt, Ahrens, Bokiy ir kiti sukūrė jonų spindulių sistemas, tačiau visos jos yra kokybiškai identiškos, būtent jose esantys katijonai, kaip taisyklė, yra daug mažesni už anijonus (išskyrus Rb + , Cs + , Ba 2+ ir Ra 2+ O 2- ir F- atžvilgiu). Daugumoje sistemų pradiniam spinduliui buvo paimtas spindulio dydis K + = 1,33 Å, visi kiti buvo apskaičiuoti pagal heteroatominių junginių tarpatominius atstumus, kurie pagal cheminį tipą buvo laikomi joniniais. jungtys. 1965 m. JAV (Waber, Grower) ir 1966 m. SSRS (Brattsev) buvo paskelbti kvantinių-mechaninių jonų dydžių skaičiavimų rezultatai, kurie parodė, kad katijonai iš tiesų yra mažesnio dydžio nei atitinkami atomai. o anijonai dydžiu praktiškai nesiskiria nuo atitinkamų atomų. Šis rezultatas atitinka elektronų apvalkalų sandaros dėsnius ir parodo pradinių pozicijų, priimtų skaičiuojant efektyviuosius jonų spindulius, klaidingumą. Orbitos joniniai spinduliai netinka tarpatominiams atstumams įvertinti, pastarieji skaičiuojami pagal joninių-atominių spindulių sistemą.

Jonų spindulių problema yra viena iš pagrindinių teorinės chemijos problemų, o patys terminai "joninis spindulys"Ir" kristalo spindulys“, apibūdinantys atitinkamus matmenis, yra jonų kovalentinio struktūros modelio pasekmė. Spindulių problema pirmiausia vystosi rėmuose struktūrinė chemija(kristalinė chemija).

Ši koncepcija buvo eksperimentiškai patvirtinta po to, kai M. Laue (1912) atrado rentgeno spindulių difrakciją. Difrakcijos efekto aprašymas beveik sutapo su joninio modelio kūrimo pradžia R. Kosselio ir M. Borno darbuose. Vėliau buvo atrasta elektronų, neutronų ir kitų elementariųjų dalelių difrakcija, kuri buvo serijos kūrimo pagrindas. šiuolaikiniai metodai struktūrinė analizė (rentgeno, neutronų, elektronų difrakcija ir kt.). Spindulių samprata suvaidino lemiamą vaidmenį formuojant gardelės energijos sampratą, artimiausių pakuočių teoriją, prisidėjo prie Magnuso-Goldschmidto taisyklių, Goldšmito-Fersmano izomorfizmo taisyklių atsiradimo ir kt.

Dar 1920-ųjų pradžioje. buvo priimtos dvi aksiomos: apie jonų perkeliamumą (perkeliamumą) iš vienos struktūros į kitą ir apie jų dydžių pastovumą. Atrodė gana logiška pusę trumpiausių tarpbranduolinių atstumų metaluose laikyti spinduliais (Bragg, 1920). Kiek vėliau (Hugginsas, Slateris) buvo nustatyta koreliacija tarp atominiai spinduliai ir atstumai iki atitinkamų atomų valentinių elektronų elektronų tankio maksimumų.

Problema joniniai spinduliai (g taip) yra šiek tiek sunkesnis. Joniniuose ir kovalentiniuose kristaluose, remiantis rentgeno spindulių difrakcijos analize, pastebimi šie dalykai: (1) tam tikras persidengimo tankio poslinkis į labiau elektronegatyvų atomą, taip pat (2) minimalus elektronų tankis jungties linijoje ( artimais atstumais esantys jonų elektronų apvalkalai turėtų atstumti vienas kitą). Šis minimumas gali būti laikomas atskirų jonų sąlyčio plotu, iš kurio galima skaičiuoti spindulius. Tačiau iš struktūrinių duomenų apie tarpbranduolinius atstumus neįmanoma rasti būdo, kaip nustatyti atskirų jonų indėlį ir atitinkamai apskaičiuoti jonų spindulius. Tam reikia nurodyti bent vieno jono spindulį arba jonų spindulių santykį. Todėl jau 1920 m. buvo pasiūlyta nemažai tokio apibrėžimo kriterijų (Lande, Pauling, Goldschmidt ir kt.) ir sukurti skirtingos sistemos joniniai ir atominiai spinduliai (Arens, Goldschmidt, Boky, Zakhariazen, Pauling) (in buitiniai šaltiniai problemą išsamiai aprašo V. I. Lebedevas, V. S. Urusovas ir B. K. Vainšteinas).

Šiuo metu patikimiausia laikoma Shannon ir Pruitt joninių spindulių sistema, kurioje jonų spindulys F “(r f0W F "= 1,19 A) ir O 2_ (r f0W О 2- = 1,26 A) (monografijose B. K. Vainshtein, tai vadinama fizine.) Visų periodinės sistemos elementų, įvairių oksidacijos būsenų ir cn, taip pat pereinamųjų metalų jonų ir įvairių sukimosi būsenų spindulių verčių rinkinys ( Cn 6 pereinamųjų elementų joniniai spinduliai pateikti 3.1 lentelėje. Ši sistema suteikia maždaug 0,01 A tikslumą apskaičiuojant atstumą tarp branduolių joniškiausiuose junginiuose (fluoriduose ir deguonies druskose) ir leidžia pagrįstai įvertinti jonų spindulius kurių struktūrinių duomenų nėra.. Pruittas 1988 metais apskaičiavo tuo metu nežinomus jonų spindulius. d- pereinamieji metalai, esantys aukštoje oksidacijos būsenoje, atitinka vėlesnius eksperimentinius duomenis.

3.1 lentelė

Kai kurie pereinamųjų elementų (CH 6) joniniai spinduliai (pagal Shannon ir Pruitt)

Lentelės pabaiga. 3.1

CK 4 ; b CC 2; LS-žema sukimosi būsena; HS- didelio sukimosi būsena.

Svarbi joninių spindulių savybė yra ta, kad jie skiriasi apie 20%, kai cn pasikeičia dviem vienetais. Maždaug toks pat pokytis įvyksta, kai jų oksidacijos būsena pasikeičia dviem vienetais. Suk „crossover“

sąlyginės charakteristikos jonai, naudojami apytiksliui tarpbranduoliniams atstumams joniniuose kristaluose įvertinti (žr. Jonų spinduliai). Vertybės I. R. yra natūraliai susiję su elementų padėtimi periodinėje Mendelejevo sistemoje. I. r. yra plačiai naudojami kristalų chemijoje (žr. Kristalų chemija), leidžiančius atskleisti įvairių junginių kristalų struktūros dėsningumus, geochemijoje (žr. Geochemija) tiriant jonų pakeitimo reiškinį geocheminiuose procesuose ir kt. .

Siūlomos kelios I verčių sistemos. Šios sistemos dažniausiai grindžiamos šiuo stebėjimu: skirtumas tarp branduolių atstumų A - X ir B - X joniniuose kristaluose, kurių sudėtis AX ir BX, kur A ir B yra metalas, X yra nemetalas, praktiškai nesikeičia. nesikeičia, kai X pakeičiamas kitu į jį panašiu nemetalu (pavyzdžiui, chlorą pakeičiant bromu), jei lyginamų druskų panašių jonų koordinaciniai skaičiai yra vienodi. Iš to išplaukia, kad I. p. turi adityvumo savybę, t. y., kad eksperimentiškai nustatyti tarpbranduoliniai atstumai gali būti laikomi atitinkamų jonų "spindulių" suma. Šios sumos padalijimas į terminus visada grindžiamas daugiau ar mažiau savavališkomis prielaidomis. Įvairių autorių pasiūlytos I. R. sistemos daugiausia skiriasi tuo, kad naudojamos įvairios pradinės prielaidos.

Lentelėse pateikiama I. r., atitinkanti skirtingos vertybės oksidacijos skaičius (žr. Valenciją). Kai jo vertės yra kitos nei +1, oksidacijos skaičius neatitinka tikrojo atomų jonizacijos laipsnio, o I. p. įgyja dar labiau sutartinę reikšmę, nes ryšys iš esmės gali būti kovalentinis. Vertybės I. R. (Å) kai kuriems elementams (pagal N. V. Belovą ir G. B. Bokiy): F - 1,33, Cl - 1,81, Br - 1,96, I - 2,20, O 2 - 1,36, Li + 0,68, Na - 0,98, K + 1,33, Rb + 1,49, Cs + 1,65, Be 2+ 0,34, Mg 2+ 0,74, Ca 2+ 1,04, Sr 2+ 1,20, Ba 2+ 1,38, Sc 3+ 0,83, Y 3+ 0,97, Y 3+ 0,97.

V. L. Kirejevas.

• - gyvos ląstelės ir jos organelių membranų supramolekulinės sistemos, kurios yra lipoproteininio pobūdžio ir suteikia elektoratą. ištrauka skirt. jonai per membraną. Naib, Na+, K+, Ca2+ jonų kanalai yra dažni...
• - molekulinės struktūrosįterptas į biol. membranas ir atlikti jonų perkėlimą į aukštesnę elektrocheminę. potencialus...

  Biologinis enciklopedinis žodynas

• - atomų charakteristikos, leidžiančios apytiksliai įvertinti tarpatominius atstumus molekulėse ir kristaluose ...

  Fizinė enciklopedija

• - efektyvios atomų charakteristikos, leidžiančios apytiksliai įvertinti tarpatominį atstumą molekulėse ir kristaluose ...

  Cheminė enciklopedija

• - kristalinis. in-va, kuriame dalelių sukibimas atsiranda dėl preim. jonines jungtis...

  Cheminė enciklopedija

• - susideda iš dviejų priešingai įkrautų jonų, laikomų elektrostatiškai. jėgos, dispersija, jonų-dipolio ar kitos sąveikos ...

  Cheminė enciklopedija

• - žr. atominius spindulius...

  Cheminė enciklopedija

• - žr. atominius spindulius...

  Cheminė enciklopedija

• - joniniai įtaisai yra tokie patys kaip dujų išlydžio įrenginiai ...

  Technologijos enciklopedija

• - Lebedevo 1966 metais pasiūlyta atominio dydžio sistema...

  Geologijos enciklopedija

• - tas pats kaip dujų išleidimo įrenginiai ...

  Didelis enciklopedinis politechnikos žodynas

• - atomų charakteristikos, leidžiančios apytiksliai įvertinti tarpatominius atstumus medžiagose ...
• - kristalai, kuriuose dalelių sukibimą daugiausia lemia joninės cheminiai ryšiai. I. to. gali sudaryti tiek monoatominiai, tiek daugiaatominiai jonai...

  Didžioji sovietinė enciklopedija

• - sąlyginės jonų charakteristikos, naudojamos apytiksliai įvertinti tarpbranduolinius atstumus joniniuose kristaluose ...

  Didžioji sovietinė enciklopedija

• - charakteristikos, leidžiančios apytiksliai įvertinti tarpatominius atstumus molekulėse ir kristaluose. Nustatyta daugiausia iš rentgeno struktūrinės analizės duomenų...
• - atstumų tarp katijonų ir anijonų branduolių joniniuose kristaluose charakteristikos...

  Didelis enciklopedinis žodynas

„Joniniai spinduliai“ knygose

Li-ion baterijos