2) Van der Waals sugár

Egy elem két azonos, nem kötött, izolált atomja vagy két szomszédos, azonos, két szomszédos molekulához tartozó két szomszédos atomja közötti távolság felét jelenti szilárd állapotban. A Van der Waals-sugár nagysága függ az atomok elrendeződésétől, amikor az elem szilárd állapotban van.

Az internukleáris távolság például két szomszédos molekula két szomszédos klóratomja között szilárd állapotban 360 pm. Ezért a klóratom Van der Waals-sugara 180 pm.

Tudjuk, mi az elektronnyereség-entalpia?

3) Fémsugár

A fémrács vagy kristály pozitív magokból vagy fémionokból áll, amelyek meghatározott mintázatban vannak elrendezve a mozgó valenciaelektronok tengerében. Minden egyes magot egyidejűleg több mozgó elektron vonz, és minden mozgó elektront több fémion vonz.

A mozgó elektronok és a pozitív magok közötti vonzóerőt nevezzük fémes kötésnek. Ez a fémrácsban a két szomszédos fémion közötti belső magtávolság felének felel meg. A fémrácsban a valenciaelektronok mozgékonyak, ezért csak gyengén vonzzák őket a fémionok vagy magok.

A kovalens kötésben egy elektronpárt két atom magja erősen vonz. Így a fémes sugár mindig hosszabb, mint a kovalens sugár. Például a nátrium fémes sugara 186 pm, míg a Na2 formájában létező gőze által meghatározott kovalens sugara 154 pm. A kálium fémes sugara 231 pm, míg kovalens sugara 203 pm.

A fémes és nem fémes karakterekről itt olvashat.

Az atomsugarak változása a periódusos rendszerben

Változás egy perióduson belül

• A kovalens és a Van der Waals-sugár csökken az atomszám növekedésével, ahogy egy periódusban balról jobbra haladunk. A periódusos rendszer bal szélén lévő alkálifémek rendelkeznek a legnagyobb mérettel egy perióduson belül. A periódusos rendszer jobb szélén lévő halogének a legkisebb méretűek. A nitrogén atomi mérete a legkisebb. A nitrogén után az oxigén atommérete nő, majd a fluoré csökken. Az inert gázok atomjainak mérete nagyobb, mint az előző halogéneké.
• Amint egy periódusban balról jobbra haladunk, a magtöltés minden következő elemnél 1 egységgel nő, miközben a héjak száma nem változik. Ez a megnövekedett magtöltés az összes héj elektronjait közelebb húzza az atommaghoz. Ezáltal minden egyes héj egyre kisebbé és kisebbé válik. Ez az atomsugár csökkenését eredményezi, ahogy egy periódusban balról jobbra haladunk.
• Az atomsugár hirtelen megnő, ahogy a halogénektől az inert gázok felé haladunk. Ennek az az oka, hogy az inert gázoknak teljesen kitöltött pályái vannak. Ennélfogva az elektronok közötti távolság maximális. Az atomi méretet a Van der Waals-sugárral fejezzük ki, mivel nem képeznek kovalens kötéseket. A Van der Waals-sugár nagyobb, mint a kovalens sugár. Ezért egy periódusban az inert gáz atomi mérete sokkal nagyobb, mint az előző halogéné

Változás egy csoporton belül

Az elemek atomi sugarai az atomszám növekedésével nőnek egy csoporton belül felülről lefelé. Ahogy haladunk lefelé a csoportban, úgy nő a főkvantumszám. Minden egymást követő elemnél egy új energiahéj kerül hozzá. A valenciaelektronok egyre távolabb helyezkednek el az atommagtól. Ennek eredményeként csökken az atommag vonzása az elektronhoz. Ezért nő az atomsugár.

Egy megoldott példa neked

K: Miért nagyobb mindig a Van der Waals-sugár, mint a kovalens sugár?

Ans: A Van der Waals-féle vonzóerők gyengék. Ezért a Van der Waal-erők által tartott atomok esetében a magközi távolság sokkal nagyobb, mint a kovalens kötésű atomok között. Mivel a kovalens kötés két félig kitöltött atomi pálya átfedésével jön létre, az elektronfelhő egy része közös lesz. Ezért a kovalens rádiuszok mindig kisebbek, mint a van der Waal-sugár.