Joninio spindulio apibrėžimas ir tendencija

Jonų spindulys ir periodinė lentelė

Jonų spindulį galima išmatuoti rentgeno kristalografija.

Eugenio Marongiu / Getty Images

The joninis spindulys (daugiskaita: jonų spinduliai) yra atomo jono matas kristalinėje gardelėje. Tai yra pusė atstumo tarp dviejų jonų, kurie vos liečia vienas kitą. Kadangi atomo elektroninio apvalkalo riba yra šiek tiek neaiški, jonai dažnai traktuojami taip, tarsi jie būtų kietos gardelėse pritvirtintos sferos.

Jonų spindulys gali būti didesnis arba mažesnis nei atominis spindulys (elemento neutralaus atomo spindulys), priklausomai nuo jono elektrinio krūvio. Katijonai paprastai yra mažesni už neutralius atomus, nes pašalinamas elektronas ir likęs elektronų yra tvirčiau pritraukti link branduolio. Anijonas turi papildomą elektroną, kuris padidina jo dydį elektronų debesis ir gali padaryti jonų spindulys didesnis nei atominis spindulys .

Joninio spindulio reikšmes sunku gauti ir jos paprastai priklauso nuo jono dydžio matavimo metodo. Įprasta joninio spindulio vertė būtų nuo 30 pikometrų (pm ir atitinka 0,3 Angstrom Å) iki 200 pm (2 Å). Jonų spindulys gali būti matuojamas naudojant rentgeno kristalografiją ar panašius metodus.

Joninio spindulio tendencija periodinėje lentelėje

Jonų spindulys ir atominis spindulys atitinka tas pačias tendencijas Periodinė elementų lentelė :

• Judant iš viršaus į apačią, elementų grupės (stulpelio) jonų spindulys didėja. Taip yra todėl, kad judant periodine lentele žemyn pridedamas naujas elektronų apvalkalas. Tai padidina bendrą atomo dydį.
• Judant iš kairės į dešinę per elemento periodą (eilutę), jonų spindulys mažėja. Nors atomo branduolio dydis didėja, kai per tam tikrą laikotarpį juda didesni atominiai skaičiai, joninis ir atominis spindulys mažėja. Taip yra todėl, kad efektyvioji teigiama branduolio jėga taip pat didėja, tvirčiau pritraukdama elektronus. Tendencija ypač akivaizdi su metalais, kurie susidaro katijonų . Šie atomai praranda savo atokiausią elektroną, todėl kartais prarandamas visas elektronų apvalkalas. Tačiau pereinamųjų metalų joninis spindulys tam tikru laikotarpiu labai nesikeičia nuo vieno atomo iki kito netoli serijos pradžios.

Joninio spindulio variacijos

Nei atomo spindulys, nei joninis atomo spindulys nėra fiksuota vertė. Atomų ir jonų konfigūracija arba krūva įtakoja atstumą tarp jų branduolių. Atomų elektronų apvalkalai gali persidengti vienas su kitu ir tai daryti skirtingais atstumais, priklausomai nuo aplinkybių.

„Vos besiliečiantis“ atominis spindulys kartais vadinamas van der Waals spinduliu, nes silpna trauka van der Waals pajėgos reguliuoja atstumą tarp atomų. Tai dažniausiai nurodomas tauriųjų dujų atomų spindulys. Kai metalai yra kovalentiškai sujungti vienas su kitu grotelėje, atomo spindulys gali būti vadinamas kovalentiniu spinduliu arba metaliniu spinduliu. Atstumas tarp nemetalinių elementų taip pat gali būti vadinamas kovalentinis spindulys .

Kai skaitote joninio spindulio arba atominio spindulio verčių diagramą, greičiausiai matote metalinių spindulių, kovalentinių spindulių ir van der Waals spindulių mišinį. Daugeliu atvejų nedideli išmatuotų verčių skirtumai neturėtų kelti susirūpinimo. Svarbu suprasti skirtumą tarp atominio ir joninio spindulio tendencijas periodinėje lentelėje, ir tendencijų priežastis.