Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

А́ТОМНЫЕ РА́ДИУСЫ

  • рубрика

    Рубрика: Химия

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 2. Москва, 2005, стр. 478

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: Н. Ф. Степанов

А́ТОМНЫЕ РА́ДИУСЫ, эф­фек­тив­ные ве­ли­чи­ны, со­пос­тав­ляе­мые ато­мам или атом­ным ио­нам; име­ют смысл ра­диу­сов сфер, пред­став­ляю­щих эти ато­мы или ио­ны в мо­ле­ку­лах или кри­стал­лах. А. р. по­зво­ля­ют при­бли­жён­но оце­ни­вать межъ­я­дер­ные (меж­атом­ные) рас­стоя­ния в мо­ле­ку­лах и кри­стал­лах.

Элек­трон­ная плот­ность изо­ли­ров. ато­ма бы­ст­ро убы­ва­ет по ме­ре уве­ли­че­ния рас­стоя­ния до яд­ра, так что ра­ди­ус ато­ма мож­но бы­ло бы оп­ре­де­лить как ра­ди­ус той сфе­ры, в ко­то­рой со­сре­до­то­че­на осн. часть (напр., 99%) элек­трон­ной плот­но­сти. Од­на­ко для оцен­ки межъ­ядер­ных рас­стоя­ний ока­залось удоб­нее ин­тер­пре­ти­ро­вать А. р. ина­че. Это при­ве­ло к по­яв­ле­нию разл. оп­ре­де­ле­ний и сис­тем А. р.

Ко­ва­лент­ный ра­ди­ус ато­ма $\ce{X}$ оп­ре­де­ля­ют как по­ло­ви­ну дли­ны про­стой хи­мич. свя­зи $\ce{X─X}$. Так, для га­ло­ге­нов ко­ва­лент­ные ра­диу­сы вы­чис­ля­ют­ся из рав­но­вес­но­го межъ­я­дер­но­го рас­стоя­ния в мо­ле­ку­ле $\ce{X_2}$, для се­ры и се­ле­на – в мо­ле­ку­лах $\ce{S_8}$ и $\ce{Se_8}$, для уг­ле­ро­да – в кри­стал­ле ал­ма­за. Ис­клю­че­ние со­став­ля­ет атом во­до­ро­да, для ко­то­ро­го ко­ва­лент­ный А. р. при­ни­ма­ет­ся рав­ным 30 пм, то­гда как по­ло­ви­на межъ­я­дер­ного рас­стоя­ния в мо­ле­ку­ле $\ce{H_2}$ рав­на 37 пм. Для со­еди­не­ний с ко­ва­лент­ным ха­рак­те­ром свя­зи, как пра­ви­ло, вы­пол­ня­ет­ся прин­цип ад­ди­тив­но­сти (дли­на свя­зи $\ce{X─Y}$ при­мер­но рав­на сум­ме А. р. ато­мов $\ce{X}$ и $\ce{Y}$), что по­зво­ля­ет пред­ска­зы­вать дли­ны свя­зей в мно­го­атом­ных мо­ле­ку­лах.

Ион­ные ра­диу­сы оп­ре­де­ля­ют как ве­ли­чи­ны, сум­ма ко­то­рых для па­ры ионов (напр., $\ce{X^+}$ и $\ce{Y^{–}}$) рав­на крат­чай­ше­му межъ­я­дер­но­му рас­стоя­нию в со­от­вет­ст­вую­щих ион­ных кри­стал­лах. Су­ще­ст­ву­ет неск. сис­тем ион­ных ра­диу­сов; сис­те­мы раз­ли­ча­ют­ся чис­лен­ны­ми зна­че­ния­ми для отд. ио­нов в за­ви­си­мо­сти от то­го, ка­кой ра­ди­ус и ка­ко­го ио­на при­нят за ос­но­ву при вы­чис­ле­нии ра­диу­сов др. ио­нов. Напр., по По­лин­гу – это ра­ди­ус ио­на $\ce{O^{2–}}$, при­ня­тый рав­ным 140 пм; по Шен­но­ну – ра­ди­ус то­го же ио­на, при­ня­тый рав­ным 121 пм. Не­смот­ря на эти раз­ли­чия, раз­ные сис­те­мы при вы­чис­ле­нии межъ­я­дер­ных рас­стоя­ний в ион­ных кри­стал­лах при­во­дят к при­мер­но оди­на­ко­вым ре­зуль­та­там.

Ме­тал­ли­че­ские ра­диу­сы оп­ре­де­ля­ют как по­ло­ви­ну крат­чай­ше­го рас­стоя­ния ме­ж­ду ато­ма­ми в кри­стал­лич. ре­шёт­ке ме­тал­ла. Для струк­тур ме­тал­ла, раз­ли­чаю­щих­ся ти­пом упа­ков­ки, эти ра­диу­сы раз­лич­ны. Бли­зость зна­че­ний А. р. разл. ме­тал­лов час­то слу­жит ука­за­ни­ем на воз­мож­ность об­ра­зо­ва­ния эти­ми ме­тал­ла­ми твёр­дых рас­тво­ров. Ад­ди­тив­ность ра­диу­сов по­зво­ля­ет пред­ска­зы­вать па­ра­мет­ры кри­стал­лич. ре­шё­ток ин­тер­ме­тал­лич. со­еди­не­ний.

Ван-дер-ва­аль­со­вы ра­диу­сы оп­ре­де­ля­ют как ве­ли­чи­ны, сум­ма ко­то­рых рав­на рас­стоя­нию, на ко­то­рое мо­гут сбли­зить­ся два хи­ми­че­ски не свя­зан­ных ато­ма раз­ных мо­ле­кул или раз­ных групп ато­мов од­ной и той же мо­ле­ку­лы. В сред­нем ван-дер-ва­аль­со­вы ра­диу­сы при­мер­но на 80 пм боль­ше, чем ко­ва­лент­ные ра­диу­сы. Ван-дер-ва­аль­со­вы ра­диу­сы ис­поль­зу­ют для ин­тер­пре­та­ции и пред­ска­за­ния ста­биль­но­сти кон­фор­ма­ций мо­ле­кул и струк­тур­но­го упо­ря­до­че­ния мо­ле­кул в кри­стал­лах.

Лит.: Хау­ск­рофт К., Кон­стебл Э. Со­вре­мен­ный курс об­щей хи­мии. М., 2002. Т. 1.

Вернуться к началу