TechCodeview

Behöver du information om atomradietrender? Vad är trenden för atomradie? I den här guiden vi kommer tydligt att förklara atomradietrender och hur de fungerar. Vi kommer också att diskutera undantag från trenderna och hur du kan använda denna information som en del av en bredare förståelse av kemi.

Innan vi dyker in i atomradietrender, låt oss gå igenom några grundläggande termer. En atom är en grundläggande enhet av ett kemiskt element, såsom väte, helium, kalium, etc. En radie är avståndet mellan ett objekts centrum och dess yttre kant.

En atomradie är hälften av avståndet mellan kärnorna i två atomer. Atomradier mäts i picometers (en picometer är lika med en biljondels meter). Väte (H) har den minsta genomsnittliga atomradien vid ca 25 pm, medan cesium (Cs) har den största medelradien vid ca 260 pm.

Vilka är trenderna för atomradien? Vad orsakar dem?

Det finns två huvudsakliga atomradietrender. En atomradietrend uppstår när du flyttar från vänster till höger över det periodiska systemet (flyttar dig inom en period), och den andra trenden uppstår när du flyttar från toppen av det periodiska systemet nedåt (flyttar dig inom en grupp). Nedan finns ett periodiskt system med pilar som visar hur atomradier förändras för att hjälpa dig att förstå och visualisera varje atomradietrend. I slutet av detta avsnitt finns ett diagram med den uppskattade empiriska atomradien för varje grundämne.

Atomradietrend 1: Atomradien minskar från vänster till höger under en period

Den första periodiska trenden för atomradien är den atomstorleken minskar när du flyttar från vänster till höger under en period. Inom en period av element läggs varje ny elektron till i samma skal. När en elektron läggs till läggs även en ny proton till kärnan, vilket ger kärnan en starkare positiv laddning och en större nukleär attraktion.

Detta innebär att när fler protoner läggs till får kärnan en starkare positiv laddning som sedan attraherar elektronerna starkare och drar dem närmare atomkärnan. Elektronerna som dras närmare kärnan gör atomens radie mindre.

Genom att jämföra kol (C) med ett atomnummer av 6 och fluor (F) med ett atomnummer av 9, kan vi säga att, baserat på atomradietrender, en kolatom kommer att ha en större radie än en fluoratom eftersom de tre ytterligare protonerna som fluoret har kommer att dra sina elektroner närmare kärnan och krympa fluorets radie. Och detta är sant; kol har en genomsnittlig atomradie på cirka 70 pm medan fluor är cirka 50 pm.

Atomradiustrend 2: Atomradien ökar när du flyttar ner en grupp

Den andra periodiska trenden för atomradien är den atomradier ökar när du rör dig nedåt i en grupp i det periodiska systemet. För varje grupp du flyttar ner får atomen ytterligare ett elektronskal. Varje nytt skal är längre bort från atomkärnan, vilket ökar atomradien.

java öppen fil

Även om du kanske tror att valenselektronerna (de i det yttersta skalet) skulle attraheras av kärnan, förhindrar elektronavskärmning att det händer. Elektronskärmning hänvisar till en minskad attraktion mellan yttre elektroner och kärnan i en atom när atomen har mer än ett elektronskal. Så på grund av elektronskärmning kommer valenselektronerna inte särskilt nära atomens mitt, och eftersom de inte kan komma så nära har atomen en större radie.

Som ett exempel har kalium (K) en större genomsnittlig atomradie (220 pm) än vad natrium (Na) har (180 pm). Kaliumatomen har ett extra elektronskal jämfört med natriumatomen, vilket innebär att dess valenselektroner är längre bort från kärnan, vilket ger kalium en större atomradie.

Empiriska atomradier

Källa: Webelement

3 undantag från Atomic Radius Trends

De två atomradietrenderna vi diskuterade ovan är sanna för majoriteten av det periodiska systemet för grundämnen. Det finns dock några undantag från dessa trender.

Ett undantag är ädelgaserna. De sex ädelgaserna, i grupp 18 i det periodiska systemet, är helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe) och radon (Rn). Ädelgaserna är ett undantag eftersom de binder annorlunda än andra atomer, och ädelgasatomer kommer inte lika nära varandra när de binder. Eftersom atomradien är halva avståndet mellan kärnorna i två atomer, hur nära dessa atomer är varandra påverkar atomradien.

Var och en av ädelgaserna har sitt yttersta elektronskal helt fyllt, vilket betyder flera ädelgasatomer hålls samman av Van der Waals krafter snarare än genom bindningar. Van der Waals krafter är inte lika starka som kovalenta bindningar, så två atomer sammankopplade med Van der Waals krafter kommer inte så nära varandra som två atomer sammankopplade med en kovalent bindning. Detta betyder att radierna för ädelgaserna skulle överskattas om vi försökte hitta deras empiriska radier, så ingen av ädelgaserna har en empirisk radie och följer därför inte atomradietrenderna.

Nedan är ett mycket förenklat diagram av fyra atomer, alla ungefär lika stora. De två översta atomerna är förbundna med en kovalent bindning, vilket orsakar viss överlappning mellan atomerna. De två nedersta atomerna är ädelgasatomer, och de är sammankopplade av Van der Waals krafter som inte tillåter atomerna att komma så nära varandra. De röda pilarna representerar avståndet mellan kärnorna. Hälften av detta avstånd är lika med atomradien. Som du kan se, även om alla fyra atomerna är ungefär lika stora är ädelgasradien mycket större än de andra atomernas radie. Att jämföra de två radierna skulle få ädelgasatomerna att se större ut, även om de inte är det. Att inkludera ädelgasradier skulle ge människor en felaktig uppfattning om hur stora ädelgasatomer är. Eftersom ädelgasatomer binder olika, kan deras radier inte jämföras med andra atomers radier, så de följer inte atomradietrender.

Andra undantag inkluderar lantanidserien och aktinidserien längst ner i det periodiska systemet. Dessa grupper av grundämnen skiljer sig från mycket av resten av det periodiska systemet och följer inte många trender som de andra elementen gör. Ingen av serierna har en tydlig atomradietrend.

Hur kan du använda denna information?

Även om du förmodligen inte behöver känna till atomradien för olika element i ditt dagliga liv, kan denna information fortfarande vara till hjälp om du studerar kemi eller ett annat relaterat område. När du väl förstår varje nyckeltrend för atomradieperioden gör det det lättare att förstå annan information om elementen.

Till exempel kan du komma ihåg att ädelgaser är ett undantag från atomradietrenderna eftersom de har ett helt yttre elektronskal. Dessa yttre elektronskal gör också ädelgaserna inerta och stabila. Den stabiliteten kan vara praktisk. Till exempel är ballonger vanligtvis fyllda med helium, inte väte, eftersom helium är mycket stabilare och därför mindre brandfarligt och säkrare att använda.

Du kan också använda atomradier för att uppskatta hur reaktiva olika grundämnen kommer att vara. Atomer med mindre radier är mer reaktiva än atomer med större radier. Halogenerna (i grupp 17) har de minsta medelradierna i det periodiska systemet. Fluor har den minsta atomradien av halogenerna (vilket är vettigt baserat på trenderna), och det gör det mycket reaktivt. Bara att tillsätta fluor till vatten kommer att producera lågor när fluoret förvandlas till en gas.

Sammanfattning: Periodiska trender Atomradius

Det finns två huvudsakliga atomradietrender. Den första periodiska trenden för atomradien är att atomradien ökar när du rör dig nedåt i en grupp. Detta beror på elektronskärmning. När ett extra skal läggs till är de nya elektronerna längre bort från atomkärnan, vilket ökar atomradien. Den andra periodiska trenden för atomradien är att atomstorleken minskar från vänster till höger under en period eftersom atomens starkare positiva laddning på grund av att den har fler protoner drar till sig elektronerna starkare och drar dem närmare kärnan, vilket minskar storleken på atomen.

Det finns några undantag från dessa trender, märkbart ädelgaserna som inte bildar bindningar som de flesta andra atomer gör, och lantanid- och aktinidserierna. Du kan använda denna information för att bättre förstå det periodiska systemet, hur atomer binder och varför vissa grundämnen är mer reaktiva än andra.

Vad kommer härnäst?

Behöver du fräscha upp din molekylära kemi?Recension olika typer av hydrater , hur elektronegativitet fungerar , och användningen (och begränsningarna) av Bohr Atomic Model .

Tar du avancerad kemi och behöver lite hjälp?Vi har studieguider för AP Chem och IB Chemistry, samt en allmän Regents Chemistry-recension för gymnasieelever i New York.

android process acore

Doppa tån i biokemins underbara värld?Lär dig om de sex typerna av enzymer och nukleotidernas kemiska sammansättning.