Tabla de Contenidos
Atomisäde ja ionisäde ovat kaksi käsitettä, jotka ovat samanlaisia, mutta eivät samoja. Molemmat ovat atomien ja ionien todellisen koon mittareita. Samalla alkuaineella voi olla sekä atomisäde että ionisäde, ja sillä voi olla jopa useita jälkimmäisiä riippuen erilaisista valensseista, joita se voi olettaa muodostamissaan eri kemiallisissa yhdisteissä.
Seuraavaksi näemme, mihin nämä kaksi käsitettä viittaavat ja miten ne eroavat toisistaan.
Mikä on atomin säde?
Atomisäde on kemiallisten alkuaineiden ominaisuus, joka määritellään puoleksi keskimääräisestä etäisyydestä kahden identtisen atomin ytimien välillä, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa .
Se on käsite, joka antaa meille käsityksen atomien koosta niiden alkuainetilassa. Kuitenkin on varottava tulkitsemasta atomin sädettä todisteeksi siitä, että atomit ovat palloja, joilla on määrätty säde. Itse asiassa atomit koostuvat ytimestä, jota ympäröi elektronipilvi, ja tämä pilvi on yleensä kaikkea muuta kuin pallomainen; sillä ei myöskään ole teräviä rajoja, kuten useimmat atomisäteen esittävät kuvat osoittavat.
Tämän sanottuaan ei ole epäilystäkään siitä, että jotkut atomit ovat suurempia kuin toiset, ja atomisäteen käsite on erittäin hyödyllinen käsittämään, mitkä ovat suurempia ja mitkä pienempiä.
Miten atomin säde määritetään?
Atomisäde voidaan saada kiinteässä tilassa olevien alkuaineiden kiderakenteesta. Kiderakenne puolestaan voidaan saada röntgen-, neutroni- tai elektronidiffraktiotekniikalla, tekniikalla, jonka avulla voimme selvittää, kuinka atomit ovat pakattu kiteen yksikkökennoon ja mitkä ovat mainitun kennon mitat. Kun rakenne on ratkaistu ja kaikkien yksikkösolun atomien sijainnit tiedetään, atomisäde lasketaan puoleksi kahden vierekkäisen atomin ytimien välisestä etäisyydestä.
Atomisäteeseen vaikuttavat tekijät
On monia tekijöitä, jotka vaikuttavat atomisäteeseen ja saavat aikaan tämän ominaisuuden jaksoittaisen vaihtelun. Tärkein tekijä on tehollinen ydinvaraus, joka on vain todellinen sähkövaraus, jonka uloimmat elektronit tuntevat sisimpien elektronien suojauksen seurauksena.
Koska siirrymme vasemmalta oikealle jaksollisen järjestelmän jakson läpi, tehollinen ydinvaraus kasvaa, valenssielektroneja vetää enemmän ytimeen, joten uloin elektronipilvi pienenee. Tämän seurauksena atomin säde pienenee.
Toisaalta, kun menemme taulukon ryhmää alaspäin, siirrymme yhdeltä energiatasolta korkeammalle, joten elektronien ja ytimen välinen keskimääräinen etäisyys kasvaa. Tämän seurauksena atomin säde kasvaa ylhäältä alas.
Mikä on ionisäde?
Ionisäde määritellään samalla tavalla kuin atomisäde, paitsi että tässä tapauksessa se on kahden monoatomisen ionin, kationin ja anionin ytimien välinen etäisyys. Ionisäde on etäisyys ionin ytimen ja sen uloimpien elektronien, toisin sanoen sen valenssielektronien, välillä . Toisin kuin atomisäde, ionisädettä ei voida laskea puoleksi kiteen kahden ionin välisestä etäisyydestä, koska saman varauksen omaavat ionit eivät sitoudu toisiinsa vaan vastakkaisen varauksen omaaviin ioneihin. Kahden vastaionin ytimien välinen kokonaisetäisyys on kuitenkin molempien ionisäteiden summa.
Miten ionisäde määritetään?
Ionisäde määräytyy samalla tavalla kuin atomisäteet, eli ionisten kiinteiden aineiden kiderakenteen muodon ja mittojen kautta. Tämä rakenne voidaan puolestaan saada tekniikoilla, kuten röntgendiffraktiolla, neutronidiffraktiolla ja elektronidiffraktiolla, muutamia mainitakseni. Koska ei kuitenkaan ole suoraa tapaa määrittää tietyn eristetyn ionin sädettä, paras tapa on arvioida yhden ionisäde ja vertaamalla löytää muiden ionien ionisäde, joihin se liittyy.
Ionisäde on vaihtelevampi kuin atomisäde, koska ionisidoksen luonne vaihtelee sitoutuneiden atomien mukaan. Lisäksi ionisidos ei ole koskaan 100 % ioninen ja sillä on aina muuttuva kovalenttinen luonne, mikä saa ionisäteen vaihtelemaan yhdisteestä toiseen. Näin ollen, kun tietyn ionin ionisäteen arvo ilmoitetaan, se on itse asiassa keskiarvo useiden kokeellisten määritysten joukossa, minkä vuoksi ionisäteet harvoin summautuvat kiteisen kennon todellisiin mittoihin.
Ionisäteeseen vaikuttavat tekijät
Sen lisäksi, että siihen vaikuttaa myös valenssielektronien tuntema tehollinen ydinvaraus, elementin ionisäteen määräävin tekijä on ionin varaus.
Anionit, toisin sanoen ne ionit, joissa on ylimäärä elektroneja ja joilla on siksi negatiivinen nettovaraus, on yleensä suurempi ionisäde kuin kationeilla, joissa on samanlainen määrä elektroneja. Lisäksi mitä suurempi ionin kantama varaus, sitä suurempi on saman elementin ionisäde.
Toisaalta positiivisesti varautuneet ionit eli kationit muodostuvat elektronien häviämisestä neutraalista alkuaineesta. Tämä vähentää elektronien välistä hylkimistä ja lisää tehollista ydinvarausta, jolloin elektronipilvi supistuu, jolloin syntyy pienempi ioni. Mitä suurempi ionin varaus, sitä enemmän elektronipilvi voi supistua, joten sitä pienempi ionisäde.
Yhteenveto atomisäteen ja ionisäteen välisistä eroista
Seuraavassa taulukossa on yhteenveto tärkeimmistä eroista atomi- ja ionisäteiden välillä eri kriteerien perusteella:
| Kriteeri | Atomic radio | ionisäde |
| Määritelmä | Puolet keskimääräisestä etäisyydestä kahden sitoutuneen atomiytimen välillä puhtaassa alkuaineessa. | Keskimääräinen etäisyys ionin ytimen ja sen uloimpien eli valenssielektronien välillä. |
| palvelee | Arvioi atomien koko. | Arvioi ionien koko. |
| Laji, jota se koskee | Neutraaleja atomeja. | Ioneja sekä positiivisia että negatiivisia ja eri varauksia. |
| Päättäväisyys | Diffraktiotekniikoiden avulla. Se lasketaan puoleksi kahden linkitetyn ytimen välisestä etäisyydestä. | Diffraktiotekniikoiden avulla. Ionin säde arvioidaan ja sen perusteella määritetään kaikki muut vertailulla. |
| Tarkkuus | Se voidaan määrittää hyvällä tarkkuudella. | Sitä ei voida määrittää hyvällä tarkkuudella. Sitä voidaan vain arvioida. |
| jaksollinen trendi | Se pienenee tietyn ajan kuluessa ja kasvaa ryhmässä. | Se pienenee positiivisella varauksella ja kasvaa negatiivisella varauksella. Isoelektronisten ionien välillä se pienenee atomiluvun myötä. |
| Vaihtuvuus | Se on olennaisesti kiinteä arvo jokaiselle elementille. | Se vaihtelee samalle ionille riippuen vastaionista, johon se on sitoutunut ionisessa yhdisteessä. |
Viitteet
Chang, R. (2002). Fysikaalinen kemia (1. painos ). MCGRAW HILLIN KOULUTUS.
Chang, R. (2021). Kemia (11. painos ). MCGRAW HILLIN KOULUTUS.
Educaplus.org. (2021). Elementin ominaisuudet . http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/radio-atomico.html
Atomisäde ja ionisäde . (nd). Puhdasta kemiaa. https://es-puraquimica.weebly.com/radios-atomico-e-ionico.html
Termi – Ionic Radius . (nd). EHU.EUS. http://www.ehu.eus/imacris/PIE05/web/terminos/RadioIonico.htm
