Biri en önemli özellikler kimyasal bir bağın oluşumunda yer alan kimyasal elementler bir atomun (iyon) boyutudur: artmasıyla birlikte atomlar arası bağların gücü azalır. Bir atomun (iyonun) boyutu genellikle yarıçapının veya çapının değeri ile belirlenir. Bir atomun (iyon) net sınırları olmadığından, "atomik (iyonik) yarıçap" kavramı, bir atomun (iyon) elektron yoğunluğunun %90-98'inin bu yarıçapın küresinde bulunduğunu ima eder. Atomik (iyonik) yarıçapların değerlerini bilmek, kristallerdeki (yani bu kristallerin yapısındaki) çekirdekler arası mesafeleri tahmin etmeyi mümkün kılar, çünkü birçok problem için atomların (iyonların) çekirdekleri arasındaki en kısa mesafeler kabul edilebilir. atomik (iyonik) yarıçaplarının toplamı, ancak bu tür bir toplamsallık yaklaşıktır ve her durumda karşılanmaz.

Altında atom yarıçapıkimyasal element(iyonik yarıçap hakkında, aşağıya bakınız), bir kimyasal bağın oluşumunda yer alan, genel durumda, bir elementin kristal kafesindeki en yakın atomlar arasındaki denge çekirdekler arası mesafenin yarısını anlamayı kabul ettiler. Atomları (iyonları) katı küreler olarak ele alırsak oldukça basit olan bu kavramın aslında karmaşık ve çoğu zaman belirsiz olduğu ortaya çıkıyor. Bir kimyasal elementin atomik (iyonik) yarıçapı sabit bir değer değildir, ancak en önemlileri kimyasal bağ türü olan bir dizi faktöre bağlı olarak değişir.

ve koordinasyon numarası

Aynı atom (iyon) farklı kristallerde oluşuyorsa farklı şekiller kimyasal bağ, o zaman birkaç yarıçapa sahip olacaktır - bir kristalde kovalent bir bağa sahip kovalent; iyonik bağa sahip bir kristalde iyonik; metal içinde metalik; moleküler bir kristalde van der Waals. Kimyasal bağ tipinin etkisi aşağıdaki örnekte görülebilir. Elmasta, dört kimyasal bağın tümü kovalenttir ve oluşur. sp 3-melezler, yani belirli bir atomun dört komşusu da aynı ve

onunla aynı mesafe D= 1,54 A˚) ve elmastaki karbonun kovalent yarıçapı

0,77 A˚'ye eşittir. Bir arsenik kristalinde, kovalent bağlarla bağlı atomlar arasındaki mesafe ( D 1 = 2,52 A˚), van der Waals kuvvetleri tarafından bağlanan atomlar arasındakinden çok daha az ( D 2 = 3,12 A˚), yani As'ın kovalent yarıçapı 1,26 A˚ ve van der Waals 1,56 A˚ olacaktır.

Atomik (iyonik) yarıçap da koordinasyon sayısındaki bir değişiklikle çok keskin bir şekilde değişir (bu, elementlerin polimorfik dönüşümleri sırasında gözlemlenebilir). Koordinasyon sayısı ne kadar küçük olursa, uzayın atomlarla (iyonlar) dolma derecesi o kadar düşük ve çekirdekler arası mesafeler o kadar küçük olur. Koordinasyon sayısındaki bir artışa her zaman çekirdekler arası mesafelerdeki bir artış eşlik eder.

Atomik (iyonik) yarıçapların söylendiği sonucu çıkar. farklı unsurlar, bir kimyasal bağın oluşumuna katılan, ancak aynı tür kimyasal bağın gerçekleştiği kristaller oluşturduklarında ve oluşan kristallerdeki bu elementler aynı koordinasyon numaralarına sahip olduklarında karşılaştırılabilir.

Atomik ve iyonik yarıçapların ana özelliklerini daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Altında elementlerin kovalent yarıçapları Bir kovalent bağ ile bağlanan en yakın atomlar arasındaki denge çekirdekler arası mesafenin yarısını anlamak gelenekseldir.

Kovalent yarıçapların bir özelliği, aynı koordinasyon numarasına sahip farklı "kovalent yapılarda" sabit olmalarıdır. Z j. Ek olarak, kovalent yarıçaplar, kural olarak, birbirine ek olarak bağlanır, yani A–B mesafesi, kovalent bağların varlığında A–A ve B–B mesafelerinin toplamının yarısıdır ve aynı her üç yapıdaki koordinasyon sayıları.

Normal, tetrahedral, oktahedral, karesel ve doğrusal kovalent yarıçaplar vardır.

Bir atomun normal kovalent yarıçapı, bir atomun periyodik tablodaki yerine karşılık geldiği kadar çok kovalent bağ oluşturduğu duruma karşılık gelir: karbon için - 2, nitrojen için - 3, vb. Bu, farklı değerlerle sonuçlanır. bağların çokluğuna bağlı olarak normal yarıçap (sıra) (tek bağ, çift, üçlü). Hibrit elektron bulutları üst üste bindiğinde bağ oluşuyorsa, o zaman dörtyüzlüden söz ederler.

(Z k = 4, sp 3-hibrit orbitaller), oktahedral ( Z k = 6, D 2sp 3-hibrit orbitaller), ikinci dereceden ( Z k = 4, dsp 2-hibrit orbitaller), lineer ( Z k = 2, sp-hibrit orbitaller) kovalent yarıçaplar.

Kovalent yarıçaplar hakkında aşağıdakileri bilmek faydalıdır (bir dizi element için kovalent yarıçap değerleri içinde verilmiştir).

1. Kovalent yarıçaplar, iyonik olanlardan farklı olarak, küresel bir şekle sahip atomların yarıçapları olarak yorumlanamaz. Kovalent yarıçaplar yalnızca kovalent bağlarla birleşmiş atomlar arasındaki çekirdekler arası mesafeleri hesaplamak için kullanılır ve kovalent olarak bağlanmamış aynı tür atomlar arasındaki mesafeler hakkında hiçbir şey söylemez.

2. Kovalent yarıçapın değeri, kovalent bağın çokluğu ile belirlenir. Üçlü bağ, tekli bağdan daha kısa olan çift bağdan daha kısadır, bu nedenle üçlü bağın kovalent yarıçapı, çift bağın kovalent yarıçapından daha küçüktür, ki bu daha küçüktür.

Bekar. İlişkinin çokluğunun sırasının bir tamsayı olması gerekmediği akılda tutulmalıdır. Bağ rezonant ise kesirli de olabilir (benzen molekülü, Mg2 Sn bileşiği, aşağıya bakın). Bu durumda, kovalent yarıçap, bağ çokluğunun tamsayı derecelerine karşılık gelen değerler arasında bir ara değere sahiptir.

3. Bağ, karışık bir kovalent-iyonik yapıya sahipse, ancak yüksek derecede bağın kovalent bileşenine sahipse, o zaman kovalent yarıçap kavramı tanıtılabilir, ancak bağın iyonik bileşeninin etkisi üzerindeki etkisi değeri ihmal edilemez. Bazı durumlarda, bu etki kovalent yarıçapta bazen 0,1 A˚'ye kadar önemli bir azalmaya yol açabilir. Ne yazık ki, bu etkinin büyüklüğünü çeşitli şekillerde tahmin etme girişimleri

davalar henüz başarılı olmadı.

4. Kovalent yarıçapın değeri, kovalent bağ oluşumunda yer alan hibrit orbitallerin türüne bağlıdır.

iyonik yarıçap, elbette, en yakın iyonların çekirdekleri arasındaki mesafelerin toplamının yarısı olarak tanımlanamaz, çünkü kural olarak katyonların ve anyonların boyutları keskin bir şekilde farklılık gösterir. Ek olarak, iyonların simetrisi küreselden biraz farklı olabilir. Bununla birlikte, gerçek iyonik kristaller için iyonik yarıçapİyona yaklaşan topun yarıçapını anlamak gelenekseldir.

İyonik yarıçaplar, iyonik kristallerdeki çekirdekler arası mesafelerin yaklaşık tahminleri için kullanılır. En yakın katyon ve anyon arasındaki mesafenin iyonik yarıçaplarının toplamına eşit olduğu varsayılır. Bu tür kristallerde iyonik yarıçaplar cinsinden çekirdekler arası mesafelerin belirlenmesindeki tipik hata ≈0.01 A˚'dir.

Bireysel iyonların iyonik yarıçaplarının değerlerinde farklılık gösteren, ancak yaklaşık olarak aynı çekirdekler arası mesafelere yol açan birkaç iyonik yarıçap sistemi vardır. İyonik yarıçapların belirlenmesine ilişkin ilk çalışma 1920'lerde V. M. Goldshmit tarafından yapılmıştır. Yazar, bir yandan, X-ışını yapısal analizi ile ölçülen iyonik kristallerdeki çekirdekler arası mesafeleri ve diğer yandan, iyonik yarıçapların F- ve O2- değerlerini kullandı.

refraktometri yöntemi. Diğer çoğu sistem ayrıca kırınım yöntemleriyle belirlenen kristallerdeki çekirdekler arası mesafelere ve belirli bir iyonun iyonik yarıçapının bazı "referans" değerlerine dayanır. En yaygın olarak bilinen sistemde

Pauling'e göre bu referans değer, O2− peroksit iyonunun iyonik yarıçapıdır, şuna eşittir:

1.40A˚. O2– için bu değer teorik hesaplamalarla uyumludur. En güvenilirlerinden biri olarak kabul edilen G. B. Bokiya ve N. V. Belov'un sisteminde O2– iyonik yarıçapı 1.36 A˚'ye eşit alınır.

1970'lerde ve 1980'lerde, çekirdekleri birleştiren hat üzerindeki elektron yoğunluğunun minimumunun iyonların sınırı olarak alınması şartıyla, X-ışını yapısal analizi kullanılarak elektron yoğunluğunu ölçerek iyonların yarıçaplarını doğrudan belirleme girişimleri yapıldı. . Bu doğrudan yöntemin, katyonların iyonik yarıçaplarının fazla tahmin edilen değerlerine ve anyonların iyonik yarıçaplarının hafife alınan değerlerine yol açtığı ortaya çıktı. Ayrıca, doğrudan bir yöntemle belirlenen iyonik yarıçap değerlerinin bir bileşikten diğerine aktarılamayacağı ve toplamsallıktan sapmaların çok büyük olduğu ortaya çıktı. Bu nedenle, bu tür iyonik yarıçaplar, çekirdekler arası mesafeleri tahmin etmek için kullanılmaz.

İyonik yarıçaplar hakkında aşağıdakileri bilmek faydalıdır (aşağıdaki tablolarda Bokiy ve Belov'a göre iyonik yarıçap değerleri verilmiştir).

1. Aynı elementin iyonları için iyon yarıçapı, yüküne bağlı olarak değişir ve aynı iyon için koordinasyon numarasına bağlıdır. Koordinasyon sayısına bağlı olarak, tetrahedral ve oktahedral iyonik yarıçaplar ayırt edilir.

2. Bir dikey sıra içinde, daha doğrusu bir grup içinde, periyodik

sistemde, aynı yüke sahip iyonların yarıçapları, elementin atom numarasındaki artışla artar, çünkü elektronlar tarafından işgal edilen kabukların sayısı ve dolayısıyla iyonun boyutu artar.

3. Aynı periyottaki pozitif yüklü atom iyonları için, iyon yarıçapları artan yük ile hızla azalır. Hızlı azalma, iki ana faktörün bir yöndeki etkisiyle açıklanır: "kendi" elektronlarının, yükü artan atom numarasıyla artan katyon tarafından güçlü çekimi; katyon yükündeki artış ile katyon ve onu çevreleyen anyonlar arasındaki etkileşimin gücünde bir artış.

4. Aynı dönemdeki atomların negatif yüklü iyonları için, negatif yük arttıkça iyonik yarıçaplar artar. Bu durumda bir önceki paragrafta tartışılan iki faktör zıt yönlerde hareket eder ve ilk faktör hakimdir (anyonun negatif yükündeki bir artışa iyonik yarıçapındaki bir artış eşlik eder), bu nedenle iyonik yarıçaplarda bir artış Negatif yükteki bir artış, önceki durumdaki bir azalmadan çok daha yavaş gerçekleşir.

5. Aynı element için, yani aynı ilk elektronik konfigürasyonla, katyonun yarıçapı anyonunkinden daha küçüktür. Bunun nedeni, harici "ilave" elektronların anyon çekirdeğine çekilmesindeki azalma ve dahili elektronlar nedeniyle tarama etkisinin artmasıdır (katyonda elektron eksikliği varken anyonda fazlalık vardır).

6. Aynı yüke sahip iyonların büyüklükleri periyodik tablonun periyodikliğine uygundur. Ancak iyon yarıçapının değeri çekirdeğin yükü ile orantılı değildir. Z Bu, elektronların çekirdek tarafından güçlü bir şekilde çekilmesinden kaynaklanmaktadır. Ek olarak, serilerindeki atomların ve aynı yüke sahip iyonların yarıçaplarının artmadığı, ancak artan atom numarasıyla birlikte azaldığı lantanitler ve aktinitler (sözde lantanit kasılması ve aktinit kasılması), periyodik bağımlılığa bir istisnadır. .11

11 Lantanit kasılması ve aktinit kasılması, lantanitlerde ve aktinitlerde atom numarasındaki artışla eklenen elektronların dolmasından kaynaklanır. dahili d Ve F-Belirli bir periyodun temel kuantum sayısından daha az temel kuantum sayısına sahip mermiler. Aynı zamanda kuantum mekaniksel hesaplamalara göre D ve özellikle F durumlarda, elektron çekirdeğe olduğundan çok daha yakındır. S Ve P büyük bir kuantum sayısı ile belirli bir periyodun durumları, bu nedenle D Ve F-elektronlar atomun iç bölgelerinde bulunur, ancak bu durumların elektronlarla doldurulması (enerji uzayındaki elektronik seviyelerden bahsediyoruz) farklı şekilde gerçekleşir.

metal yarıçap bir metal elementin kristalleşen yapısındaki atomların çekirdekleri arasındaki en kısa mesafenin yarısına eşit kabul edilir. Koordinasyon numarasına bağlıdırlar. Herhangi bir elementin metalik yarıçapını alırsak, Z birim başına k \u003d 12, sonra ne zaman Z k = 8, 6 ve 4 aynı elementin metalik yarıçapları sırasıyla 0,98 olacaktır; 0,96; 0.88. Metalik yarıçaplar toplama özelliğine sahiptir. Değerlerini bilmek, parametreleri yaklaşık olarak tahmin etmeyi mümkün kılar kristal kafesler intermetalik bileşikler.

Metallerin atomik yarıçapları aşağıdakilerle karakterize edilir: aşağıdaki özellikler(metallerin atomik yarıçap değerlerine ilişkin veriler şurada bulunabilir).

1. Geçiş metallerinin metalik atomik yarıçapları genellikle geçişsiz metallerin metalik atomik yarıçaplarından daha küçüktür, bu da geçiş metallerindeki daha büyük bağ kuvvetini yansıtır. Bu özellik, periyodik sistemde geçiş gruplarının metalleri ile bunlara en yakın metallerin elektronik yapıya sahip olmasından kaynaklanmaktadır. D-kabuklar ve elektronlar D-haller bir kimyasal bağın oluşumunda yer alabilirler. Bağın güçlendirilmesi, kısmen bağın kovalent bir bileşeninin görünümünden ve kısmen de iyonik çekirdeklerin van der Waals etkileşiminden kaynaklanıyor olabilir. Demir ve tungsten kristallerinde, örneğin elektronlar D-durumlar, bağlanma enerjisine önemli bir katkı sağlar.

2. Bir dikey grup içinde, yukarıdan aşağıya doğru hareket ettikçe, metallerin atomik yarıçapları artar, bu da elektron sayısındaki sıralı artıştan kaynaklanır (elektronların işgal ettiği kabuk sayısı artar).

3. Bir periyot içinde, daha doğrusu, alkali metalden başlayarak geçiş metali grubunun ortasına, soldan sağa doğru atomik metal yarıçapları azalır. Aynı sırayla, atom çekirdeğinin elektrik yükü artar ve değerlik kabuğundaki elektronların sayısı artar. Atom başına düşen bağlayıcı elektron sayısının artmasıyla metalik bağ güçlenir ve aynı zamanda çekirdeğin yükündeki artış nedeniyle çekirdek (iç) elektronların çekirdek tarafından çekimi artar, böylece metalik atom yarıçapının değeri azalır.

4. İlk yaklaşımda aynı periyoda ait grup VII ve VIII geçiş metalleri hemen hemen aynı metal yarıçaplarına sahiptir. Görünüşe göre, 5 olan elementler söz konusu olduğunda ve Daha D-elektronlar, nükleer yükte bir artış ve atomik metalik yarıçapta bir azalmaya yol açan çekirdek elektronların çekiminin ilişkili etkileri, atomdaki (iyon) artan elektron sayısının neden olduğu etkilerle telafi edilir. metalik bir bağın oluşumuna katılır ve metalik yarıçapta bir artışa yol açar (elektronların işgal ettiği durum sayısını arttırır).

5. Geçiş elementlerinde dördüncü periyottan beşinci periyoda geçiş sırasında meydana gelen yarıçap artışı (2. paragrafa bakınız), geçiş elementlerinde 1.

beşinci dönemden altıncı döneme geçiş; bu son iki periyotta karşılık gelen (dikey karşılaştırma) elementlerin metalik atomik yarıçapları hemen hemen aynıdır. Görünüşe göre bu, aralarında bulunan elemanların nispeten derin bir şekilde tamamlanmasından kaynaklanmaktadır. F-kabuk, bu nedenle çekirdeğin yükündeki artış ve buna bağlı çekim etkileri, artan sayıda elektronla (lantanit kasılması) ilişkili etkilerden daha önemli hale gelir.

6. Genellikle, metalik yarıçaplar iyonik yarıçaplardan çok daha büyüktür, ancak aynı elementlerin kovalent yarıçaplarından o kadar önemli bir farklılık göstermezler, ancak istisnasız hepsi kovalent yarıçaplardan daha büyüktür. Aynı elementlerin metalik atomik ve iyonik yarıçaplarının değerlerindeki büyük fark, kökenini neredeyse serbest iletken elektronlara borçlu olan bağın güçlü olmaması (dolayısıyla gözlenen nispeten büyük atomlar arası mesafeler) ile açıklanmaktadır. metal kafes). Aynı elementlerin metalik ve kovalent yarıçap değerlerinde önemli ölçüde daha küçük bir fark, düşünürsek açıklanabilir. metalik bağ bazı özel "rezonant" kovalent bağ olarak.

Altında van der Waals yarıçapı Bir van der Waals bağı ile bağlanan en yakın atomlar arasındaki denge çekirdekler arası mesafenin yarısını anlamak gelenekseldir. Van der Waals yarıçapları, soy gaz atomlarının etkin boyutlarını belirler. Ek olarak, tanımdan da anlaşılacağı gibi, van der Waals atom yarıçapı, bir van der Waals bağı ile bağlanan ve farklı moleküllere ait (örneğin, moleküler kristaller). Atomlar birbirine van der Waals yarıçaplarının toplamından daha az bir mesafede yaklaştığında, güçlü bir atomlar arası itme meydana gelir. Bu nedenle, van der Waals atomik yarıçapları, farklı moleküllere ait atomların izin verilen minimum temaslarını karakterize eder. Bazı atomlar için van der Waals atom yarıçaplarının değerlerine ilişkin veriler bulunabilir).

Van der Waals atomik yarıçaplarını bilmek, moleküllerin şeklini ve moleküler kristallerdeki paketlenmelerini belirlemeyi mümkün kılar. Van der Waals yarıçapları, yukarıda listelenen aynı elemanların tüm yarıçaplarından çok daha büyüktür, bu, van der Waals kuvvetlerinin zayıflığı ile açıklanır.

iyonik yarıçap- iyon-katyonların ve iyon-anyonların boyutunu karakterize eden Å cinsinden değer; iyonik bileşiklerde atomlar arası mesafeleri hesaplamak için kullanılan küresel iyonların karakteristik boyutu. İyonik yarıçap kavramı, iyonların boyutunun, dahil oldukları moleküllerin bileşimine bağlı olmadığı varsayımına dayanmaktadır. Kristal kafesteki elektron kabuklarının sayısından ve atomların ve iyonların paketleme yoğunluğundan etkilenir.

Bir iyonun boyutu birçok faktöre bağlıdır. Sabit bir iyon yüküyle, seri numarasındaki (ve dolayısıyla çekirdeğin yükündeki) bir artışla iyonik yarıçap azalır. Bu, özellikle iyonik yarıçapların 6 koordinasyon sayısında (La3+) için 117 pm'den 100 pm'ye (Lu3+) monoton olarak değiştiği lantanit serisinde belirgindir. Bu etkiye lantanit kasılması denir.

Element gruplarında, iyonik yarıçaplar genellikle artan atom numarasıyla artar. Bununla birlikte, dördüncü ve beşinci periyotların d-elementleri için, lantanid büzülmesi nedeniyle, iyonik yarıçapta bir azalma bile meydana gelebilir (örneğin, 4 koordinasyon sayısında Zr4+ için 73 pm'den Hf4+ için 72 pm'ye).

Periyotta, çekirdeğin yükünde ve iyonun kendisinin yükünde eşzamanlı bir artışla elektronların çekirdeğe çekilmesindeki artışla ilişkili iyonik yarıçapta gözle görülür bir azalma vardır: Na + için 116 pm, 86 Mg2+ için pm, Al3+ için 68 pm (koordinasyon numarası 6). Aynı nedenle, iyon yükündeki bir artış, bir element için iyonik yarıçapta bir azalmaya yol açar: Fe2+ 77 pm, Fe3+ 63 pm, Fe6+ 39 pm (koordinasyon numarası 4).

İyonik yarıçapların karşılaştırılması, karşı iyonlar arasındaki itme kuvvetleri nedeniyle iyon boyutunu etkilediğinden, yalnızca aynı koordinasyon sayısında yapılabilir. Bu, Ag+ iyonu örneğinde açıkça görülmektedir; iyonik yarıçapı, koordinasyon numaraları 2, 4 ve 6 için sırasıyla 81, 114 ve 129 pm'dir.
Farklı iyonlar arasındaki maksimum çekim ve benzer iyonların minimum itme nedeniyle ideal bir iyonik bileşiğin yapısı, büyük ölçüde katyonların ve anyonların iyonik yarıçaplarının oranı ile belirlenir. Bu, basit geometrik yapılarla gösterilebilir.

İyon yarıçapı, çekirdeğin yükü ve boyutu, elektron kabuğundaki elektron sayısı, Coulomb etkileşiminden kaynaklanan yoğunluğu gibi birçok faktöre bağlıdır. 1923'ten beri bu kavram etkili iyonik yarıçaplar olarak anlaşılmıştır. Goldschmidt, Ahrens, Bokiy ve diğerleri iyonik yarıçap sistemleri yarattılar, ancak hepsi niteliksel olarak özdeştir, yani içlerindeki katyonlar kural olarak anyonlardan çok daha küçüktür (Rb + , Cs + , Ba 2+ hariç) ve O 2- ve F- ile ilgili olarak Ra 2+). Çoğu sistemdeki başlangıç ​​yarıçapı için, yarıçapın boyutu K + = 1.33 Å alınmış, geri kalan her şey, kimyasal türüne göre iyonik kabul edilen heteroatomik bileşiklerdeki atomlar arası mesafelerden hesaplanmıştır. bağlantılar. 1965'te ABD'de (Waber, Grower) ve 1966'da SSCB'de (Brattsev), katyonların gerçekten de karşılık gelen atomlardan daha küçük bir boyuta sahip olduğunu gösteren iyon boyutlarının kuantum-mekanik hesaplamalarının sonuçları yayınlandı. ve anyonlar pratikte karşılık gelen atomlardan boyut olarak farklı değildir. Bu sonuç, elektron kabuklarının yapı yasalarıyla tutarlıdır ve etkili iyonik yarıçapların hesaplanmasında benimsenen başlangıç ​​konumlarının hatalı olduğunu gösterir. Yörünge iyonik yarıçapları, atomlar arası mesafeleri tahmin etmek için uygun değildir; ikincisi, bir iyonik-atomik yarıçap sistemi temelinde hesaplanır.

İyon yarıçapı sorunu, teorik kimyadaki en önemli sorunlardan biridir ve terimlerin kendileri de "iyonik yarıçap" Ve " kristal yarıçapı”karşılık gelen boyutları karakterize eden, yapının iyon-kovalent modelinin bir sonucudur. Yarıçap sorunu öncelikle çerçevesinde gelişir yapısal kimya(kristal kimyası).

Bu kavram, M. Laue (1912) tarafından X-ışını kırınımının keşfinden sonra deneysel olarak doğrulandı. Kırınım etkisinin tanımı, R. Kossel ve M. Born'un eserlerinde iyonik modelin gelişiminin başlamasıyla neredeyse aynı zamana denk geldi. Daha sonra, bir serinin geliştirilmesine temel teşkil eden elektronların, nötronların ve diğer temel parçacıkların kırınımı keşfedildi. modern yöntemler yapısal analiz (X-ışını, nötron, elektron kırınımı vb.). Yarıçap kavramı, kafes enerjisi kavramının oluşumunda belirleyici bir rol oynadı, en yakın paketler teorisi, Magnus-Goldschmidt kurallarının, Goldschmidt-Fersman izomorfizm kurallarının vb. ortaya çıkmasına katkıda bulundu.

1920'lerin başlarında. iki aksiyom kabul edildi: iyonların bir yapıdan diğerine taşınabilirliği (aktarılabilirliği) ve boyutlarının sabitliği üzerine. Metallerdeki en kısa çekirdekler arası mesafelerin yarısını yarıçap olarak almak oldukça mantıklı görünüyordu (Bragg, 1920). Bir süre sonra (Huggins, Slater) arasında bir korelasyon bulundu. atomik yarıçap ve karşılık gelen atomların değerlik elektronlarının elektron yoğunluğunun maksimumlarına olan mesafeler.

Sorun iyonik yarıçap (evet) biraz daha zordur. İyonik ve kovalent kristallerde, X-ışını kırınım analizine göre, aşağıdakiler gözlenir: (1) örtüşme yoğunluğunda daha elektronegatif bir atoma kayma ve (2) bağ hattında minimum elektron yoğunluğu ( yakın mesafelerdeki iyonların elektron kabukları birbirini itmelidir). Bu minimum, yarıçapların sayılabileceği tek tek iyonlar arasındaki temas alanı olarak kabul edilebilir. Bununla birlikte, çekirdekler arası mesafeler için yapısal verilerden, tek tek iyonların katkısını belirlemenin bir yolunu ve buna bağlı olarak iyonik yarıçapları hesaplamanın bir yolunu bulmak imkansızdır. Bunu yapmak için, en azından bir iyonun yarıçapını veya iyon yarıçaplarının oranını belirtmek gerekir. Bu nedenle, zaten 1920'lerde. böyle bir tanım için bir dizi kriter önerildi (Lande, Pauling, Goldschmidt, vb.) ve oluşturuldu farklı sistemler iyonik ve atomik yarıçaplar (Arens, Goldschmidt, Boky, Zakhariazen, Pauling) (içinde yerel kaynaklar sorun V. I. Lebedev, V. S. Urusov ve B. K. Vainshtein tarafından ayrıntılı olarak açıklanmaktadır).

Şu anda, Shannon ve Pruitt'in iyonik yarıçap sistemi en güvenilir olarak kabul edilir; burada iyonik yarıçap F “(r f0W F "= 1.19 A) ve O 2_ (r f0W О 2- = 1.26 A) (monograflarda) B. K. Vainshtein, bunlara fiziksel denir.) Periyodik sistemin tüm elemanları, çeşitli oksidasyon durumları ve cn için ve ayrıca geçiş metal iyonları ve çeşitli spin durumları için bir dizi yarıçap değeri (değerleri cn 6 için geçiş elementlerinin iyonik yarıçapları Tablo 3.1'de verilmiştir) Bu sistem, çoğu iyonik bileşikte (florürler ve oksijen tuzları) çekirdekler arası mesafelerin hesaplanmasında yaklaşık 0,01 A'lik bir doğruluk sağlar ve yapısal verisi olmayan Pruitt 1988'de iyonlar için o zamanlar bilinmeyen yarıçapları hesapladı. D- sonraki deneysel verilerle tutarlı, yüksek oksidasyon durumlarında geçiş metalleri.

Tablo 3.1

Geçiş elementlerinin (CH 6) bazı iyonik yarıçapları (Shannon ve Pruitt'e göre)

Tablonun sonu. 3.1

inci CC 4 ; B CC 2; LS- düşük dönüş durumu; HS- yüksek dönüş durumu.

İyonik yarıçapların önemli bir özelliği, cn iki birim değiştiğinde yaklaşık %20 farklılık göstermeleridir. Yaklaşık olarak aynı değişiklik, oksidasyon durumları iki birim değiştiğinde meydana gelir. "Geçiş" döndür

koşullu özellikler iyonik kristallerdeki çekirdekler arası mesafelerin yaklaşık bir tahmini için kullanılan iyonlar (Bkz. İyonik yarıçaplar). Değerler I. r. Mendeleev'in periyodik sistemindeki elementlerin konumu ile doğal olarak ilişkilidir. I. r. kristal kimyasında (bkz. Kristal kimyası) yaygın olarak kullanılır ve jeokimyada (bkz. Jeokimya), jeokimyasal işlemlerde iyonların ikamesi olgusunun çalışmasında vb. çeşitli bileşiklerin kristallerinin yapısındaki kalıpları ortaya çıkarmayı mümkün kılar. .

Birkaç I. değer sistemi sunulmaktadır. Bu sistemler genellikle aşağıdaki gözleme dayanmaktadır: AX ve BX bileşimindeki iyonik kristallerde A - X ve B - X arasındaki çekirdekler arası mesafeler arasındaki fark, burada A ve B bir metaldir, X bir metal değildir, pratikte Karşılaştırılan tuzlardaki benzer iyonların koordinasyon sayıları aynıysa, X, ona benzer başka bir metal olmayanla değiştirildiğinde değişmez (örneğin, kloru bromla değiştirirken). Bundan, I. p. toplama özelliğine sahiptir, yani deneysel olarak belirlenen çekirdekler arası mesafeler, iyonların karşılık gelen "yarıçaplarının" toplamı olarak kabul edilebilir. Bu toplamın terimlere bölünmesi her zaman az ya da çok keyfi varsayımlara dayanır. Farklı yazarlar tarafından önerilen I. R. sistemleri, temel olarak çeşitli başlangıç ​​varsayımlarının kullanımında farklılık gösterir.

Tablolar, karşılık gelen I. r.'yi verir. farklı değerler oksidasyon numarası (bkz. Değerlik). +1 dışındaki değerleri ile oksidasyon sayısı, atomların gerçek iyonlaşma derecesine karşılık gelmez ve I. s. bağ, doğası gereği büyük ölçüde kovalent olabileceğinden, daha da geleneksel bir anlam kazanır. Değerler I. r. (Å cinsinden) bazı elementler için (N.V. Belov ve G.B. Bokiy'ye göre): 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, La 3+ 1.04.

V. L. Kireev.

• - lipoprotein yapısında olan ve seçmen sağlayan canlı bir hücrenin ve onun organellerinin supramoleküler membran sistemleri. fark geçişi iyonlar zardan geçer. Naib, Na+, K+, Ca2+ iyonları için kanallar yaygındır...
• - moleküler yapılar biole gömülü. membranlar ve iyonların daha yüksek bir elektrokimyasala doğru transferini gerçekleştirmek. potansiyel...

  Biyolojik ansiklopedik sözlük

• - moleküller ve kristallerdeki atomlar arası mesafeleri yaklaşık olarak tahmin etmenizi sağlayan atomların özellikleri ...

  Fiziksel Ansiklopedi

• - moleküller ve kristallerdeki atomlar arası mesafeyi yaklaşık olarak tahmin etmenizi sağlayan atomların etkili özellikleri ...

  Kimyasal Ansiklopedi

• - kristal. partiküller arasındaki yapışmanın öncülden kaynaklandığı in-va. iyonik bağlar...

  Kimyasal Ansiklopedi

• - elektrostatik olarak tutulan zıt yüklü iki iyondan oluşur. kuvvetler, dağılım, iyon-dipol veya diğer bazı etkileşimler ...

  Kimyasal Ansiklopedi

• - bkz. Atom yarıçapları...

  Kimyasal Ansiklopedi

• - bkz. Atom yarıçapları...

  Kimyasal Ansiklopedi

• - iyonik cihazlar, gaz deşarj cihazları ile aynıdır ...

  teknoloji ansiklopedisi

• - 1966'da Lebedev tarafından önerilen atomik büyüklük sistemi...

  Jeolojik Ansiklopedi

• - gaz boşaltma cihazlarıyla aynı ...

  Büyük ansiklopedik teknik sözlük

• - maddelerdeki atomlar arası mesafeleri yaklaşık olarak tahmin etmeye izin veren atomların özellikleri ...
• - parçacıkların yapışmasının esas olarak iyonik yapıdan kaynaklandığı kristaller Kimyasal bağlar. I. to. hem tek atomlu hem de çok atomlu iyonlardan oluşabilir ...

  Büyük Sovyet Ansiklopedisi

• - iyonik kristallerde çekirdekler arası mesafelerin yaklaşık bir değerlendirmesi için kullanılan iyonların koşullu özellikleri ...

  Büyük Sovyet Ansiklopedisi

• - moleküller ve kristallerdeki atomlar arası mesafeleri yaklaşık olarak tahmin etmeyi mümkün kılan özellikler. Esas olarak X-ışını yapısal analiz verilerinden belirlenir...
• - iyonik kristallerdeki katyonların ve anyonların çekirdekleri arasındaki mesafelerin özellikleri...

  Büyük ansiklopedik sözlük

Kitaplarda "İyonik yarıçaplar"

Li-ion piller