หนึ่งใน ลักษณะที่สำคัญที่สุดองค์ประกอบทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมีคือขนาดของอะตอม (ไอออน): เมื่อเพิ่มขึ้นความแข็งแรงของพันธะระหว่างอะตอมจะลดลง ขนาดของอะตอม (ไอออน) มักจะถูกกำหนดโดยค่ารัศมีหรือเส้นผ่านศูนย์กลางของมัน เนื่องจากอะตอม (ไอออน) ไม่มีขอบเขตที่ชัดเจน แนวคิดเรื่อง "รัศมีอะตอม (ไอออนิก)" จึงบอกเป็นนัยว่า 90–98% ของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของอะตอม (ไอออน) บรรจุอยู่ในทรงกลมของรัศมีนี้ การทราบค่าของรัศมีอะตอม (ไอออนิก) ช่วยให้สามารถประมาณระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ในผลึก (นั่นคือโครงสร้างของผลึกเหล่านี้) เนื่องจากสำหรับปัญหาหลายอย่างระยะทางที่สั้นที่สุดระหว่างนิวเคลียสของอะตอม (ไอออน) ถือได้ว่าเป็นผลรวม ของรัศมีอะตอม (ไอออนิก) แม้ว่าการบวกดังกล่าวจะเป็นค่าโดยประมาณและไม่เป็นที่น่าพอใจในทุกกรณี

ภายใต้ รัศมีอะตอมองค์ประกอบทางเคมี(เกี่ยวกับรัศมีไอออนิก ดูด้านล่าง) เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมี ในกรณีทั่วไป มีการตกลงที่จะเข้าใจระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์สมดุลระหว่างอะตอมที่ใกล้ที่สุดในโครงตาข่ายคริสตัลของธาตุครึ่งหนึ่ง แนวคิดนี้ซึ่งง่ายมากหากเราพิจารณาอะตอม (ไอออน) ในรูปของลูกบอลแข็ง จริงๆ แล้วกลับกลายเป็นว่าซับซ้อนและมักจะคลุมเครือ รัศมีอะตอม (ไอออนิก) ขององค์ประกอบทางเคมีไม่ใช่ค่าคงที่ แต่จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ โดยปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือประเภทของพันธะเคมี

และหมายเลขประสานงาน

หากอะตอม (ไอออน) เดียวกันในผลึกต่างกันก่อตัวขึ้น ประเภทต่างๆพันธะเคมี จากนั้นจะมีรัศมีหลายรัศมี - โควาเลนต์ในผลึกที่มีพันธะโควาเลนต์ ไอออนิกในคริสตัลที่มีพันธะไอออนิก โลหะในโลหะ ฟาน เดอร์ วาลส์ ในผลึกโมเลกุล อิทธิพลของประเภทของพันธะเคมีสามารถดูได้ในตัวอย่างต่อไปนี้ ในเพชร พันธะเคมีทั้งสี่เป็นโควาเลนต์และก่อตัวขึ้น เอสพีลูกผสม 3 ตัว ดังนั้นเพื่อนบ้านทั้ง 4 ตัวของอะตอมหนึ่งๆ จึงอยู่กลุ่มเดียวกัน

ระยะห่างจากมันเท่ากัน ( ง= 1.54 A˚) และรัศมีโควาเลนต์ของคาร์บอนในเพชรจะเท่ากับ

มีค่าเท่ากับ 0.77 A˚ ในผลึกสารหนู ระยะห่างระหว่างอะตอมที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ ( ง 1 = 2.52 A˚) น้อยกว่าระหว่างอะตอมที่ถูกพันธะด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์ ( ง 2 = 3.12 A˚) ดังนั้น As จะมีรัศมีโควาเลนต์ 1.26 A˚ และรัศมี van der Waals เท่ากับ 1.56 A˚

รัศมีอะตอม (ไอออนิก) จะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเช่นกันเมื่อหมายเลขโคออร์ดิเนตเปลี่ยนแปลง (ซึ่งสามารถสังเกตได้ในระหว่างการแปลงองค์ประกอบแบบโพลีมอร์ฟิก) ยิ่งหมายเลขโคออร์ดิเนตต่ำ ระดับของการเติมอะตอม (ไอออน) ในอวกาศก็จะยิ่งต่ำลง และระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น การเพิ่มจำนวนการประสานงานจะมาพร้อมกับการเพิ่มระยะทางระหว่างนิวเคลียร์เสมอ

จากที่กล่าวมาข้างต้นจะเป็นไปตามรัศมีของอะตอม (ไอออนิก) องค์ประกอบที่แตกต่างกันมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะเคมี สามารถเปรียบเทียบได้ก็ต่อเมื่อก่อตัวเป็นผลึกซึ่งมีพันธะเคมีชนิดเดียวกันเกิดขึ้น และองค์ประกอบเหล่านี้มีหมายเลขประสานงานที่เหมือนกันในผลึกที่ขึ้นรูปแล้ว

ให้เราพิจารณาคุณสมบัติหลักของรัศมีอะตอมและไอออนิกโดยละเอียด

ภายใต้ รัศมีโควาเลนต์ขององค์ประกอบเป็นเรื่องปกติที่จะต้องเข้าใจระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์สมดุลครึ่งหนึ่งระหว่างอะตอมที่ใกล้ที่สุดซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์

คุณลักษณะของรัศมีโควาเลนต์คือความคงตัวใน "โครงสร้างโควาเลนต์" ต่างๆ ที่มีหมายเลขโคออร์ดิเนตเดียวกัน ซี j นอกจากนี้ ตามกฎแล้ว รัศมีโควาเลนต์มีความสัมพันธ์แบบบวกซึ่งกันและกัน กล่าวคือ ระยะ A–B เท่ากับครึ่งหนึ่งของผลรวมของระยะ A–A และ B–B เมื่อมีพันธะโควาเลนต์และ หมายเลขประสานงานเดียวกันในทั้งสามโครงสร้าง

มีรัศมีโควาเลนต์ปกติ จัตุรมุข แปดหน้า สมการกำลังสอง และเชิงเส้น

รัศมีโควาเลนต์ปกติของอะตอมสอดคล้องกับกรณีที่อะตอมสร้างพันธะโควาเลนต์มากที่สุดเท่าที่สอดคล้องกับตำแหน่งในตารางธาตุ: สำหรับคาร์บอน - 2 สำหรับไนโตรเจน - 3 เป็นต้น ในกรณีนี้ ค่าที่แตกต่างกันของ รัศมีปกติจะได้มาขึ้นอยู่กับพันธะหลายหลาก (ลำดับ) (พันธะเดี่ยว, สอง, สามเท่า) หากมีพันธะเกิดขึ้นเมื่อเมฆอิเล็กตรอนลูกผสมซ้อนทับกัน พวกมันจะพูดถึงจัตุรมุข

(ซีเค = 4, เอสพี 3-ไฮบริดออร์บิทัล), แปดด้าน ( ซีเค = 6, ง 2เอสพี 3-ไฮบริดออร์บิทัล), กำลังสอง ( ซีเค = 4, ดีเอสพี 2-ไฮบริดออร์บิทัล), เชิงเส้น ( ซีเค = 2, เอสพี-ไฮบริดออร์บิทัล) รัศมีโควาเลนต์

มีประโยชน์ที่จะทราบสิ่งต่อไปนี้เกี่ยวกับรัศมีโควาเลนต์ (ค่าของรัศมีโควาเลนต์สำหรับองค์ประกอบจำนวนหนึ่งระบุไว้)

1. รัศมีโควาเลนต์ ซึ่งต่างจากรัศมีไอออนิก ไม่สามารถตีความได้ว่าเป็นรัศมีของอะตอมที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม รัศมีโควาเลนต์ใช้เพื่อคำนวณระยะห่างระหว่างอะตอมที่รวมกันด้วยพันธะโควาเลนต์เท่านั้น และไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับระยะห่างระหว่างอะตอมประเภทเดียวกันที่ไม่มีพันธะโควาเลนต์

2. ขนาดของรัศมีโควาเลนต์ถูกกำหนดโดยหลายหลากของพันธะโควาเลนต์ พันธะสามจะสั้นกว่าพันธะคู่ซึ่งจะสั้นกว่าพันธะเดี่ยว ดังนั้นรัศมีโควาเลนต์ของพันธะสามจึงเล็กกว่ารัศมีโควาเลนต์ของพันธะคู่ซึ่งมีน้อยกว่า

เดี่ยว. ควรจำไว้ว่าลำดับการคูณของพันธบัตรไม่จำเป็นต้องเป็นจำนวนเต็ม นอกจากนี้ยังอาจเป็นเศษส่วนได้หากพันธะมีลักษณะเป็นจังหวะ (โมเลกุลของเบนซีน สารประกอบ Mg2 Sn ดูด้านล่าง) ในกรณีนี้รัศมีโควาเลนต์มีค่ากลางระหว่างค่าที่สอดคล้องกับลำดับทวีคูณของพันธะทั้งหมด

3. ถ้าพันธะมีลักษณะเป็นโควาเลนต์-ไอออนิกผสม แต่มีองค์ประกอบโควาเลนต์ในพันธะสูง ก็สามารถนำแนวคิดเรื่องรัศมีโควาเลนต์มาใช้ได้ แต่อิทธิพลขององค์ประกอบไอออนิกของพันธะต่อค่าของมันไม่สามารถ ถูกละเลย ในบางกรณี อิทธิพลนี้สามารถส่งผลให้รัศมีโควาเลนต์ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบางครั้งอาจลดลงเหลือ 0.1 A˚ น่าเสียดายที่ความพยายามที่จะทำนายขนาดของผลกระทบนี้แตกต่างออกไป

คดียังไม่ประสบผลสำเร็จ

4. ขนาดของรัศมีโควาเลนต์ขึ้นอยู่กับประเภทของออร์บิทัลลูกผสมที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์

รัศมีไอออนิกโดยธรรมชาติแล้ว ไม่สามารถกำหนดได้เนื่องจากครึ่งหนึ่งของผลรวมของระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของไอออนที่ใกล้ที่สุด เนื่องจากตามกฎแล้ว ขนาดของแคตไอออนและแอนไอออนจะแตกต่างกันอย่างมาก นอกจากนี้ ความสมมาตรของไอออนอาจแตกต่างจากทรงกลมเล็กน้อย อย่างไรก็ตามสำหรับผลึกไอออนิกจริงที่อยู่ด้านล่าง รัศมีไอออนิกเป็นเรื่องปกติที่จะต้องเข้าใจรัศมีของลูกบอลที่ใช้ประมาณไอออน

รัศมีไอออนิกใช้เพื่อประมาณระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ในผลึกไอออนิก เชื่อกันว่าระยะห่างระหว่างไอออนบวกกับประจุลบที่ใกล้ที่สุดจะเท่ากับผลรวมของรัศมีไอออนิกของพวกมัน ข้อผิดพลาดทั่วไปในการกำหนดระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ผ่านรัศมีไอออนิกในผลึกดังกล่าวคือ µ00.01 A˚

รัศมีไอออนิกมีหลายระบบที่มีค่ารัศมีไอออนิกของแต่ละไอออนแตกต่างกัน แต่นำไปสู่ระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์โดยประมาณเท่ากัน งานแรกเกี่ยวกับการกำหนดรัศมีไอออนิกดำเนินการโดย V. M. Goldshmit ในช่วงทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ 20 ในนั้นผู้เขียนใช้ระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ในผลึกไอออนิกซึ่งวัดโดยการวิเคราะห์โครงสร้างเอ็กซ์เรย์และในทางกลับกันค่าของรัศมีไอออนิก F− และ O2− กำหนด

โดยวิธีการหักเหของแสง ระบบอื่น ๆ ส่วนใหญ่ยังอาศัยระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ในผลึกที่กำหนดโดยวิธีการเลี้ยวเบนและค่า "อ้างอิง" บางส่วนของรัศมีไอออนิกของไอออนเฉพาะ ในระบบที่เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายที่สุด

การพอลค่าอ้างอิงนี้คือรัศมีไอออนิกของเปอร์ออกไซด์ไอออน O2− ซึ่งเท่ากับ

1.40 A° ค่าของ O2− นี้สอดคล้องกับการคำนวณทางทฤษฎีที่ดี ในระบบของ G.B. Bokiy และ N.V. Belov ซึ่งถือว่าเป็นหนึ่งในระบบที่น่าเชื่อถือที่สุด รัศมีไอออนิกของ O2− จะเท่ากับ 1.36 A˚

ในทศวรรษที่ 70–80 มีการพยายามหารัศมีของไอออนโดยตรงโดยการวัดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนโดยใช้วิธีการวิเคราะห์โครงสร้างของรังสีเอกซ์ โดยมีเงื่อนไขว่าความหนาแน่นของอิเล็กตรอนขั้นต่ำบนเส้นที่เชื่อมต่อนิวเคลียสนั้นถือเป็นขอบเขตของไอออน ปรากฎว่าวิธีการโดยตรงนี้นำไปสู่ค่าที่ประเมินไว้สูงเกินไปของรัศมีไอออนิกของไอออนบวกและค่าที่ประเมินต่ำเกินไปของรัศมีไอออนิกของแอนไอออน นอกจากนี้ปรากฎว่าค่าของรัศมีไอออนิกที่กำหนดโดยตรงไม่สามารถถ่ายโอนจากสารประกอบหนึ่งไปยังอีกสารประกอบหนึ่งได้และการเบี่ยงเบนจากการบวกนั้นใหญ่เกินไป ดังนั้นรัศมีไอออนิกดังกล่าวจึงไม่ถูกนำมาใช้ในการทำนายระยะทางระหว่างนิวเคลียร์

มีประโยชน์ที่จะทราบสิ่งต่อไปนี้เกี่ยวกับรัศมีไอออนิก (ตารางด้านล่างให้ค่ารัศมีไอออนิกตาม Bokiy และ Belov)

1. รัศมีไอออนิกของไอออนขององค์ประกอบเดียวกันจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประจุ และสำหรับไอออนเดียวกันนั้นจะขึ้นอยู่กับหมายเลขโคออร์ดิเนต รัศมีไอออนิกแบบจัตุรมุขและแปดด้านนั้นขึ้นอยู่กับหมายเลขประสานงาน

2. ภายในแถวแนวตั้งหนึ่งแถว หรือเจาะจงยิ่งขึ้นภายในกลุ่มเดียว เป็นระยะๆ

ระบบ รัศมีของไอออนที่มีประจุเท่ากันจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมขององค์ประกอบที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากจำนวนเปลือกที่อิเล็กตรอนครอบครองเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ขนาดของไอออน

3. สำหรับไอออนที่มีประจุบวกของอะตอมในช่วงเวลาเดียวกัน รัศมีไอออนิกจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อมีประจุเพิ่มขึ้น การลดลงอย่างรวดเร็วนั้นอธิบายได้จากการกระทำในทิศทางเดียวของสองปัจจัยหลัก: การดึงดูดอิเล็กตรอน "ของพวกเขา" อย่างแรงด้วยไอออนบวกซึ่งประจุจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น การเพิ่มความแข็งแรงของอันตรกิริยาระหว่างไอออนบวกกับไอออนที่อยู่รอบๆ ด้วยการเพิ่มประจุของไอออนบวก

4. สำหรับไอออนที่มีประจุลบของอะตอมในช่วงเวลาเดียวกัน รัศมีไอออนิกจะเพิ่มขึ้นตามประจุลบที่เพิ่มขึ้น ปัจจัยทั้งสองที่กล่าวถึงในย่อหน้าก่อนหน้านี้ทำหน้าที่ในทิศทางตรงกันข้ามในกรณีนี้ และปัจจัยแรกมีอิทธิพลเหนือกว่า (การเพิ่มขึ้นของประจุลบของประจุลบจะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของรัศมีไอออนิก) ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของรัศมีไอออนิกเมื่อเพิ่มขึ้น ประจุลบเกิดขึ้นช้ากว่าการลดลงในกรณีก่อนหน้าอย่างมาก

5. สำหรับองค์ประกอบเดียวกัน นั่นคือ ด้วยการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์เริ่มต้นที่เหมือนกัน รัศมีของไอออนบวกจะน้อยกว่าไอออน นี่เป็นเพราะการลดลงของแรงดึงดูดของอิเล็กตรอน "เพิ่มเติม" ภายนอกไปยังแกนประจุลบและการเพิ่มขึ้นของผลการคัดกรองเนื่องจากอิเล็กตรอนภายใน (ไอออนบวกขาดอิเล็กตรอนและประจุลบมีมากเกินไป)

6. ขนาดของไอออนที่มีประจุเท่ากันจะเป็นไปตามช่วงของตารางธาตุ อย่างไรก็ตาม รัศมีไอออนิกไม่แปรผันกับประจุนิวเคลียร์ ซีซึ่งเกิดจากการดึงดูดอิเล็กตรอนอย่างแรงจากนิวเคลียส นอกจากนี้ ข้อยกเว้นของการพึ่งพาเป็นระยะคือแลนทาไนด์และแอกติไนด์ ซึ่งรัศมีของอะตอมและไอออนที่มีประจุเท่ากันจะไม่เพิ่มขึ้นตามลำดับ แต่ลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น (เรียกว่าการบีบอัดแลนทาไนด์และการบีบอัดแอกติไนด์)11

11การบีบอัดแลนทาไนด์และการบีบอัดแอกติไนด์เกิดจากการที่อิเล็กตรอนถูกเติมเข้าไปในแลนทาไนด์และแอกติไนด์ด้วยการเติมเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น ภายในงและ ฉ- เชลล์ที่มีเลขควอนตัมหลักน้อยกว่าเลขควอนตัมหลักของช่วงเวลาที่กำหนด นอกจากนี้ตามการคำนวณทางกลควอนตัมใน งและโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ฉระบุว่าอิเล็กตรอนอยู่ใกล้นิวเคลียสมากกว่าในมาก สและ พีสถานะของคาบที่กำหนดซึ่งมีเลขควอนตัมมาก งและ ฉ-อิเล็กตรอนตั้งอยู่ในพื้นที่ภายในของอะตอมแม้ว่าการเติมสถานะเหล่านี้ด้วยอิเล็กตรอน (เรากำลังพูดถึงระดับอิเล็กทรอนิกส์ในพื้นที่พลังงาน) จะเกิดขึ้นแตกต่างกัน

รัศมีโลหะถือว่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของระยะห่างที่สั้นที่สุดระหว่างนิวเคลียสของอะตอมในโครงสร้างการตกผลึกขององค์ประกอบโลหะ ขึ้นอยู่กับหมายเลขประสานงาน ถ้าเราเอารัศมีโลหะของธาตุใดๆ มาที่ ซี k = 12 ต่อหน่วย แล้วด้วย ซี k = รัศมีโลหะ 8, 6 และ 4 ขององค์ประกอบเดียวกันจะเท่ากับ 0.98 ตามลำดับ 0.96; 0.88. รัศมีโลหะมีคุณสมบัติของการบวก การรู้ค่าของมันทำให้เราสามารถทำนายพารามิเตอร์โดยประมาณได้ โปรยคริสตัลสารประกอบระหว่างโลหะ

รัศมีอะตอมของโลหะมีลักษณะดังนี้ คุณสมบัติดังต่อไปนี้(ข้อมูลเกี่ยวกับค่ารัศมีอะตอมของโลหะสามารถพบได้ใน)

1. รัศมีอะตอมของโลหะของโลหะทรานซิชันโดยทั่วไปจะเล็กกว่ารัศมีอะตอมของโลหะของโลหะที่ไม่เปลี่ยนสถานะ ซึ่งสะท้อนถึงความแข็งแรงพันธะที่มากขึ้นในโลหะทรานซิชัน คุณลักษณะนี้เกิดจากการที่โลหะกลุ่มทรานซิชันและโลหะที่อยู่ใกล้พวกมันมากที่สุดในตารางธาตุนั้นมีอิเล็กทรอนิกส์ ง-เปลือกและอิเล็กตรอนใน ง- รัฐสามารถมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะเคมีได้ การเสริมกำลังของพันธะอาจเนื่องมาจากลักษณะขององค์ประกอบโควาเลนต์ของพันธะ และส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากอันตรกิริยาของแวนเดอร์วาลส์ของแกนไอออนิก ในผลึกเหล็กและทังสเตน ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนใน ง-รัฐมีส่วนสำคัญต่อพลังงานยึดเหนี่ยว

2. ภายในกลุ่มแนวตั้งกลุ่มหนึ่งเมื่อเราย้ายจากบนลงล่าง รัศมีอะตอมของโลหะจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากจำนวนอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง (จำนวนเปลือกที่อิเล็กตรอนครอบครองเพิ่มขึ้น)

3. ภายในช่วงหนึ่ง หรือแม่นยำยิ่งขึ้น เริ่มตั้งแต่โลหะอัลคาไลไปจนถึงตรงกลางของกลุ่มโลหะทรานซิชัน รัศมีโลหะอะตอมจะลดลงจากซ้ายไปขวา ในลำดับเดียวกัน ประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสของอะตอมจะเพิ่มขึ้น และจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกเวเลนซ์จะเพิ่มขึ้น เมื่อจำนวนพันธะอิเล็กตรอนต่ออะตอมเพิ่มขึ้น พันธะโลหะจะแข็งแกร่งขึ้น และในเวลาเดียวกัน เนื่องจากประจุของนิวเคลียสเพิ่มขึ้น แรงดึงดูดของอิเล็กตรอนในแกนกลาง (ภายใน) โดยนิวเคลียสจึงเพิ่มขึ้น ดังนั้นค่า ของรัศมีอะตอมของโลหะลดลง

4. โลหะทรานซิชันของกลุ่ม VII และ VIII จากคาบเดียวกันไปสู่การประมาณครั้งแรก มีรัศมีโลหะเกือบเท่ากัน เห็นได้ชัดว่าเมื่อพูดถึงองค์ประกอบที่มี 5 และ จำนวนที่มากขึ้น ง-อิเล็กตรอน การเพิ่มขึ้นของประจุของนิวเคลียสและผลที่เกี่ยวข้องของการดึงดูดของแกนอิเล็กตรอน ส่งผลให้รัศมีโลหะของอะตอมลดลง ได้รับการชดเชยด้วยผลกระทบที่เกิดจากจำนวนอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้นในอะตอม (ไอออน) ที่ ไม่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะโลหะ และนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของรัศมีโลหะ (เพิ่มจำนวนสถานะที่อิเล็กตรอนครอบครอง)

5. การเพิ่มขึ้นของรัศมี (ดูจุดที่ 2) สำหรับองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนจากช่วงที่สี่ถึงช่วงที่ห้า จะไม่ถูกสังเกตสำหรับองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงที่

การเปลี่ยนผ่านจากช่วงที่ห้าเป็นช่วงที่หก รัศมีอะตอมโลหะขององค์ประกอบที่สอดคล้องกัน (การเปรียบเทียบเป็นแนวตั้ง) ในสองช่วงสุดท้ายนี้เกือบจะเท่ากัน เห็นได้ชัดว่านี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าองค์ประกอบที่อยู่ระหว่างพวกมันนั้นค่อนข้างลึก ฉ- เปลือก ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของประจุนิวเคลียร์และผลกระทบที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องจึงมีความสำคัญมากกว่าผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับจำนวนอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้น (การบีบอัดแลนทาไนด์)

6. โดยทั่วไปรัศมีของโลหะจะมีขนาดใหญ่กว่ารัศมีไอออนิกมาก แต่ก็ไม่ได้มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากรัศมีโควาเลนต์ขององค์ประกอบเดียวกัน แม้ว่ารัศมีทั้งหมดจะมีขนาดใหญ่กว่ารัศมีโควาเลนต์ก็ตาม ความแตกต่างอย่างมากในค่าของรัศมีอะตอมของโลหะและไอออนิกขององค์ประกอบเดียวกันนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าพันธะซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากอิเล็กตรอนการนำไฟฟ้าเกือบอิสระนั้นไม่แข็งแรง (ดังนั้นระยะทางระหว่างอะตอมที่ค่อนข้างใหญ่ที่สังเกตได้ ตาข่ายโลหะ) ความแตกต่างที่เล็กกว่าอย่างมีนัยสำคัญในค่าของรัศมีโลหะและโควาเลนต์ขององค์ประกอบเดียวกันสามารถอธิบายได้หากเราพิจารณา พันธะโลหะเป็นพันธะโควาเลนต์แบบ "เรโซแนนซ์" พิเศษ

ภายใต้ รัศมีฟาน เดอร์ วาลส์เป็นเรื่องปกติที่จะเข้าใจระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์สมดุลครึ่งหนึ่งระหว่างอะตอมที่ใกล้ที่สุดซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะแวนเดอร์วาลส์ รัศมี Van der Waals กำหนดขนาดประสิทธิผลของอะตอมก๊าซมีตระกูล นอกจากนี้ จากคำจำกัดความต่อไปนี้ รัศมีอะตอมของ van der Waals ถือได้ว่าเป็นครึ่งหนึ่งของระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ระหว่างอะตอมที่ใกล้ที่สุดที่มีชื่อเดียวกัน เชื่อมต่อกันด้วยพันธะ van der Waals และเป็นของโมเลกุลที่แตกต่างกัน (ตัวอย่างเช่น ในผลึกโมเลกุล ). เมื่ออะตอมเข้าใกล้กันที่ระยะห่างน้อยกว่าผลรวมของรัศมีแวนเดอร์วาลส์ จะเกิดแรงผลักระหว่างอะตอมอย่างรุนแรง ดังนั้นรัศมีอะตอมของ van der Waals จึงเป็นลักษณะการสัมผัสขั้นต่ำที่อนุญาตของอะตอมที่เป็นของโมเลกุลต่างๆ ข้อมูลเกี่ยวกับค่าของรัศมีอะตอมของ van der Waals สำหรับอะตอมบางตัวสามารถพบได้ใน)

ความรู้เกี่ยวกับรัศมีอะตอมของแวน เดอร์ วาลส์ ช่วยให้สามารถระบุรูปร่างของโมเลกุลและการรวมตัวกันของโมเลกุลในผลึกโมเลกุลได้ รัศมีแวนเดอร์วาลส์นั้นใหญ่กว่ารัศมีทั้งหมดที่ระบุไว้ข้างต้นมากสำหรับองค์ประกอบเดียวกัน ซึ่งอธิบายได้จากจุดอ่อนของแรงแวนเดอร์วาลส์

รัศมีไอออนิก- ค่าเป็น Å ที่แสดงลักษณะของไอออนบวกและไอออนไอออน ขนาดคุณลักษณะของไอออนทรงกลม ใช้ในการคำนวณระยะห่างระหว่างอะตอมในสารประกอบไอออนิก แนวคิดเรื่องรัศมีไอออนิกตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าขนาดของไอออนไม่ได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโมเลกุลที่พบไอออนเหล่านั้น โดยได้รับอิทธิพลจากจำนวนเปลือกอิเล็กตรอนและความหนาแน่นของการอัดแน่นของอะตอมและไอออนในโครงตาข่ายคริสตัล

ขนาดของไอออนขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เมื่อมีประจุไอออนคงที่ เมื่อเลขอะตอม (และประจุนิวเคลียสด้วย) เพิ่มขึ้น รัศมีไอออนก็จะลดลง สิ่งนี้สังเกตได้ชัดเจนเป็นพิเศษในชุดแลนทาไนด์ โดยที่รัศมีไอออนิกจะเปลี่ยนจาก 117 น. สำหรับ (La3+) เป็น 220 น. (Lu3+) ที่หมายเลขประสานงานที่ 6 ผลกระทบนี้เรียกว่าการหดตัวของแลนทาไนด์

ในกลุ่มของธาตุ โดยทั่วไปรัศมีไอออนจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม สำหรับองค์ประกอบ d ของคาบที่สี่และห้า เนื่องจากการบีบอัดแลนทาไนด์ รัศมีไอออนิกก็อาจลดลงได้ (ตัวอย่างเช่น จาก 19.00 น. สำหรับ Zr4+ ถึง 19.00 น. สำหรับ Hf4+ ด้วยหมายเลขโคออร์ดิเนตเป็น 4)

ในช่วงเวลาดังกล่าว รัศมีไอออนิกลดลงอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของแรงดึงดูดของอิเล็กตรอนต่อนิวเคลียสพร้อมกับการเพิ่มขึ้นพร้อมกันในประจุของนิวเคลียสและประจุของไอออนเอง: 23.00 น. สำหรับ Na+, 86 pm สำหรับ Mg2+, 68 pm สำหรับ Al3+ (หมายเลขประสานงาน 6) ด้วยเหตุผลเดียวกัน การเพิ่มขึ้นของประจุไอออนทำให้รัศมีไอออนิกลดลงสำหรับองค์ประกอบหนึ่ง: Fe2+ 77 pm, Fe3+ 63 pm, Fe6+ 39 pm (หมายเลขประสานงาน 4)

การเปรียบเทียบรัศมีไอออนิกสามารถทำได้เมื่อเลขโคออร์ดิออนเท่ากันเท่านั้น เนื่องจากจะส่งผลต่อขนาดของไอออนเนื่องจากแรงผลักกันระหว่างประจุ สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนในตัวอย่างของ Ag+ ไอออน; รัศมีไอออนิกคือ 81, 114 และ 129 น. สำหรับหมายเลขประสานงาน 2, 4 และ 6 ตามลำดับ
โครงสร้างของสารประกอบไอออนิกในอุดมคติ ซึ่งกำหนดโดยการดึงดูดสูงสุดระหว่างไอออนที่ต่างกันกับแรงผลักขั้นต่ำของไอออนที่คล้ายกัน ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของรัศมีไอออนิกของแคตไอออนและแอนไอออน ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยโครงสร้างทางเรขาคณิตอย่างง่าย

รัศมีไอออนิกขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ประจุและขนาดของนิวเคลียส จำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอน และความหนาแน่นเนื่องจากอันตรกิริยาของคูลอมบ์ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1923 แนวคิดนี้ถูกเข้าใจว่าเป็นรัศมีไอออนิกที่มีประสิทธิผล Goldschmidt, Arens, Bokiy และคนอื่น ๆ ได้สร้างระบบรัศมีไอออนิก แต่พวกมันล้วนมีคุณภาพเหมือนกัน กล่าวคือ ตามกฎแล้วแคตไอออนในพวกมันจะเล็กกว่าแอนไอออนมาก (ยกเว้น Rb +, Cs +, Ba 2 + และ Ra 2+ สัมพันธ์กับ O 2- และ F-) รัศมีเริ่มต้นในระบบส่วนใหญ่คือ K + = 1.33 Å ส่วนรัศมีอื่นๆ ทั้งหมดคำนวณจากระยะห่างระหว่างอะตอมในสารประกอบเฮเทอโรอะตอม ซึ่งถือว่าเป็นไอออนิกตามประเภททางเคมี การสื่อสาร ในปี 1965 ในสหรัฐอเมริกา (Waber, Grower) และในปี 1966 ในสหภาพโซเวียต (Bratsev) ผลลัพธ์ของการคำนวณเชิงกลควอนตัมของขนาดไอออนได้รับการตีพิมพ์ แสดงให้เห็นว่าแคตไอออนมีขนาดเล็กกว่าอะตอมที่เกี่ยวข้องอย่างแน่นอน และแอนไอออนแทบไม่มีเลย มีขนาดแตกต่างจากอะตอมที่เกี่ยวข้อง ผลลัพธ์นี้สอดคล้องกับกฎของโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอน และแสดงให้เห็นความเข้าใจผิดของสมมติฐานเริ่มต้นที่นำมาใช้เมื่อคำนวณรัศมีไอออนิกที่มีประสิทธิผล รัศมีไอออนิกในวงโคจรไม่เหมาะสำหรับการประมาณระยะทางระหว่างอะตอม โดยระยะหลังจะคำนวณตามระบบรัศมีไอออนิก-อะตอม

ปัญหาของรัศมีไอออนเป็นปัญหาสำคัญประการหนึ่งในเคมีเชิงทฤษฎีและคำศัพท์ต่างๆ ในตัวมันเอง “รัศมีไอออนิก" และ " รัศมีคริสตัล" ซึ่งแสดงลักษณะเฉพาะของขนาดที่สอดคล้องกันนั้นเป็นผลมาจากแบบจำลองโครงสร้างไอออนิก-โควาเลนต์ ปัญหาของรัศมีเกิดขึ้นภายในกรอบการทำงานเป็นหลัก เคมีโครงสร้าง(เคมีคริสตัล).

แนวคิดนี้พบการยืนยันเชิงทดลองหลังจากการค้นพบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์โดย M. Laue (1912) คำอธิบายของเอฟเฟกต์การเลี้ยวเบนนั้นเกือบจะใกล้เคียงกับจุดเริ่มต้นของการพัฒนาแบบจำลองไอออนิกในงานของ R. Kossel และ M. Born ต่อจากนั้น ได้มีการค้นพบการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน นิวตรอน และอนุภาคมูลฐานอื่น ๆ ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาจำนวน วิธีการที่ทันสมัยการวิเคราะห์โครงสร้าง (เอ็กซ์เรย์ นิวตรอน การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน ฯลฯ) แนวคิดเรื่องรัศมีมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาแนวคิดเรื่องพลังงานขัดแตะ ทฤษฎีการบรรจุที่ใกล้เคียงที่สุด และมีส่วนทำให้เกิดการเกิดขึ้นของกฎแมกนัส-โกลด์ชมิดต์ กฎไอโซมอร์ฟิซึมของโกลด์ชมิดต์-เฟอร์สแมน เป็นต้น

ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษ 1920 ยอมรับสัจพจน์สองประการ: ความสามารถในการถ่ายโอนไอออนจากโครงสร้างหนึ่งไปยังอีกโครงสร้างหนึ่งและความคงตัวของขนาดของพวกมัน ดูเหมือนจะสมเหตุสมผลทีเดียวที่จะใช้รัศมีระหว่างนิวเคลียร์ที่สั้นที่สุดครึ่งหนึ่งในโลหะ (Bragg, 1920) ต่อมาไม่นาน (Huggins, Slater) ก็มีการค้นพบความสัมพันธ์ระหว่าง รัศมีอะตอมและระยะทางถึงความหนาแน่นสูงสุดของอิเล็กตรอนของเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมที่เกี่ยวข้อง

ปัญหา รัศมีไอออนิก (ใช่แล้ว) ค่อนข้างซับซ้อนกว่า ในผลึกไอออนิกและโควาเลนต์ ตามการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ จะสังเกตเห็นสิ่งต่อไปนี้: (1) การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความหนาแน่นที่ทับซ้อนกันไปสู่อะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาติตีมากขึ้น เช่นเดียวกับ (2) ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนขั้นต่ำบนเส้นพันธะ ( เปลือกอิเล็กตรอนของไอออนในระยะใกล้ควรผลักกัน) ค่าต่ำสุดนี้สามารถถือว่าเป็นพื้นที่สัมผัสระหว่างไอออนแต่ละตัวซึ่งสามารถวัดรัศมีได้ อย่างไรก็ตาม จากข้อมูลโครงสร้างระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ เป็นไปไม่ได้ที่จะหาวิธีระบุการมีส่วนร่วมของไอออนแต่ละตัว และด้วยเหตุนี้ จึงมีวิธีคำนวณรัศมีไอออนิกด้วย ในการดำเนินการนี้ คุณต้องระบุรัศมีของไอออนหนึ่งหรืออัตราส่วนของรัศมีไอออนเป็นอย่างน้อย ดังนั้นแล้วในช่วงปี ค.ศ. 1920 มีการเสนอเกณฑ์จำนวนหนึ่งสำหรับคำจำกัดความดังกล่าว (Lande, Pauling, Goldschmidt ฯลฯ) และสร้างขึ้น ระบบที่แตกต่างกันรัศมีไอออนิกและอะตอม (Arens, Goldschmidt, Bokiy, Zachariazen, Pauling) (ใน แหล่งที่มาภายในประเทศปัญหาได้รับการอธิบายโดยละเอียดโดย V.I. Lebedev, V.S. Urusov และ B.K. Vainshtein)

ในปัจจุบัน ระบบรัศมีไอออนิกแชนนอนและพรูอิตต์ถือว่าน่าเชื่อถือที่สุด โดยรัศมีไอออนิก F“(r f0W F" = 1.19 A) และ O 2_ (r f0W O 2- = 1.26 A) ถูกนำมาใช้เป็นค่าเริ่มต้น หนึ่ง (ในเอกสารโดย B.K. Vainshtein สิ่งเหล่านี้เรียกว่าทางกายภาพ) ตารางที่ 3.1) ระบบนี้ให้ความแม่นยำในการคำนวณระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ในสารประกอบไอออนิกส่วนใหญ่ (ฟลูออไรด์ และเกลือออกซิเจน) ในลำดับ 0.01 A และช่วยให้สามารถประมาณค่าที่สมเหตุสมผลของ รัศมีของไอออนที่ไม่มีข้อมูลโครงสร้าง ดังนั้น จากข้อมูลของแชนนอน - พรูอิตต์ในปี 1988 จึงมีการคำนวณรัศมีที่ไม่รู้จักในขณะนั้นสำหรับไอออน ง- โลหะทรานซิชันในสถานะออกซิเดชันสูง ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลการทดลองที่ตามมา

ตารางที่ 3.1

รัศมีไอออนิกบางส่วน r (อ้างอิงจากแชนนอนและพรูอิตต์) ขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง (CN 6)

ท้ายตาราง. 3.1

ซีซี 4 ; ขซีซี 2; LS-สถานะการหมุนต่ำ เอช.เอส.- สถานะการหมุนสูง

คุณสมบัติที่สำคัญของรัศมีไอออนิกคือจะแตกต่างกันประมาณ 20% เมื่อ CN เปลี่ยนแปลงไป 2 หน่วย การเปลี่ยนแปลงเดียวกันโดยประมาณเกิดขึ้นเมื่อสถานะออกซิเดชันเปลี่ยนแปลงไปสองหน่วย สปินครอสโอเวอร์

ลักษณะตามเงื่อนไขไอออน ใช้ในการประมาณระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ในผลึกไอออนิก (ดูรัศมีไอออนิก) ค่านิยมของ I. r. มีความสัมพันธ์โดยธรรมชาติกับตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ ไออาร์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเคมีคริสตัล (ดูเคมีของคริสตัล) ทำให้สามารถระบุความสม่ำเสมอในโครงสร้างของผลึกของสารประกอบต่างๆ ในธรณีเคมี (ดูธรณีเคมี) เมื่อศึกษาปรากฏการณ์การแทนที่ไอออนในกระบวนการธรณีเคมี ฯลฯ

มีการเสนอระบบค่านิยมของ I. r. หลายระบบ โดยทั่วไประบบเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับการสังเกตต่อไปนี้: ความแตกต่างระหว่างระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ A - X และ B - X ในผลึกไอออนิกขององค์ประกอบ AX และ BX โดยที่ A และ B เป็นโลหะ X เป็นอโลหะ ในทางปฏิบัติจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อ X จะถูกแทนที่ด้วยอโลหะอื่นที่คล้ายกัน ( ตัวอย่างเช่น เมื่อแทนที่คลอรีนด้วยโบรมีน) หากหมายเลขการประสานงานของไอออนที่คล้ายกันในเกลือที่เปรียบเทียบเท่ากัน ต่อจากนี้ไป I. r. มีคุณสมบัติของการบวก กล่าวคือ ระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ที่กำหนดโดยการทดลองนั้นถือได้ว่าเป็นผลรวมของ "รัศมี" ที่สอดคล้องกันของไอออน การแบ่งผลรวมนี้เป็นเงื่อนไขจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานตามอำเภอใจไม่มากก็น้อย ระบบชลประทานที่เสนอโดยผู้เขียนต่างกันส่วนใหญ่ใช้สมมติฐานเบื้องต้นที่แตกต่างกัน

ตารางให้ I. r. ที่สอดคล้องกัน ความหมายที่แตกต่างกันเลขออกซิเดชัน (ดูวาเลนซี) ที่ค่าอื่นที่ไม่ใช่ +1 เลขออกซิเดชันจะไม่สอดคล้องกับระดับที่แท้จริงของไอออไนซ์ของอะตอม และ I. r. ได้รับความหมายทั่วไปมากขึ้น เนื่องจากพันธะสามารถเป็นโควาเลนต์ในธรรมชาติได้เป็นส่วนใหญ่ ค่านิยมของ I. r. (ใน Å) สำหรับองค์ประกอบบางอย่าง (ตาม N.V. Belov และ 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, ซีเนียร์ 2+ 1.20, Ba 2+ 1.38, Sc 3+ 0.83, Y 3+ 0.97, La 3+ 1.04

V. L. Kireev

• - ระบบซูปราโมเลกุลของเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตและออร์แกเนลของมัน โดยมีลักษณะเป็นไลโปโปรตีนและให้การเลือกสรร ผ่านต่างๆ ไอออนผ่านเมมเบรน Naib ช่องสำหรับไอออน Na+, K+, Ca2+ มีทั่วไป...
• - โครงสร้างโมเลกุล, สร้างขึ้นในไบโอล เมมเบรนและดำเนินการถ่ายโอนไอออนไปสู่เคมีไฟฟ้าที่สูงขึ้น ศักยภาพ...

  ทางชีวภาพ พจนานุกรมสารานุกรม

• - ลักษณะของอะตอม ทำให้สามารถประเมินระยะห่างระหว่างอะตอมในโมเลกุลและผลึกโดยประมาณได้...

  สารานุกรมทางกายภาพ

• - คุณลักษณะที่มีประสิทธิผลของอะตอม ทำให้ประมาณระยะห่างระหว่างอะตอมในโมเลกุลและผลึกได้โดยประมาณ...

  สารานุกรมเคมี

• - ผลึก in-va ซึ่งการยึดเกาะระหว่างอนุภาคมีสาเหตุหลักมาจาก พันธะไอออนิก...

  สารานุกรมเคมี

• - ประกอบด้วยไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันสองตัวที่ยึดติดกันด้วยไฟฟ้าสถิต แรง การกระจายตัว ไอออน-ไดโพล หรืออันตรกิริยาอื่นๆ...

  สารานุกรมเคมี

• - ดูรัศมีอะตอม...

  สารานุกรมเคมี

• - ดูรัศมีอะตอม...

  สารานุกรมเคมี

• - อุปกรณ์ไอออนเหมือนกับอุปกรณ์ปล่อยก๊าซ...

  สารานุกรมเทคโนโลยี

• - ระบบขนาดอะตอมที่เสนอโดย Lebedev ในปี 1966...

  สารานุกรมทางธรณีวิทยา

• - เช่นเดียวกับอุปกรณ์ปล่อยก๊าซ...

  พจนานุกรมโพลีเทคนิคสารานุกรมขนาดใหญ่

• - ลักษณะของอะตอมที่ทำให้ประมาณระยะห่างระหว่างอะตอมในสสารต่างๆ ได้โดยประมาณ...
• - ผลึกที่อนุภาครวมตัวกันเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากไอออนิก พันธะเคมี. I. to. สามารถประกอบด้วยไอออนทั้งแบบ monatomic และ polyatomic...

  สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

• - คุณลักษณะตามเงื่อนไขของไอออนที่ใช้ในการประมาณระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ในผลึกไอออนิก...

  สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

• - ลักษณะที่ทำให้สามารถประมาณระยะห่างระหว่างอะตอมในโมเลกุลและคริสตัลโดยประมาณได้ พิจารณาจากข้อมูลการวิเคราะห์โครงสร้างเอ็กซ์เรย์เป็นหลัก...
• - ลักษณะระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของแคตไอออนและแอนไอออนในผลึกไอออนิก...

  พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

“รัศมีไอออนิก” ในหนังสือ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน