2) Van der Waals-radius

Det er halvdelen af afstanden mellem atomkerner af to identiske, ikke-bundne isolerede atomer eller to tilstødende identiske atomer, der tilhører to tilstødende molekyler af et grundstof i fast tilstand. Størrelsen af Van der Waals-radius er afhængig af atomernes pakning, når grundstoffet er i fast tilstand.

For eksempel er den mellemkernede afstand mellem to tilstødende kloratomer i to nabomolekyler i fast tilstand 360 pm. Derfor er kloratomets Van der Waals-radius 180 pm.

Know about Electron Gain Enthalpy?

3) Metalradius

Et metalgitter eller krystal består af positive kerner eller metalioner arrangeret i et bestemt mønster i et hav af mobile valenselektroner. Hver kerne er samtidig tiltrukket af et antal mobile elektroner, og hver mobil elektron er tiltrukket af et antal metalioner.

Antrækningskraften mellem de mobile elektroner og de positive kerner kaldes metalbindingen. Den er halvdelen af den mellemkernede afstand mellem de to tilstødende metalioner i metalgitteret. I et metalgitter er valenselektronerne mobile, derfor tiltrækkes de kun svagt af metalionerne eller kernerne.

I en kovalent binding tiltrækkes et elektronpar stærkt af kerner fra to atomer. Derfor er en metallisk radius altid længere end dens kovalente radius. F.eks. er natriums metalliske radius 186 pm, mens dets kovalente radius, som bestemmes af dets damp, der findes som Na2, er 154 pm. Den metalliske radius for kalium er 231 pm, mens dens kovalente radius er 203 pm.

Læs om metalliske og ikke-metalliske karakterer her.

Variation af atomradier i det periodiske system

Variation inden for en periode

• Den kovalente og Van der Waals-radius falder med en stigning i atomnummeret, når vi bevæger os fra venstre mod højre i en periode. Alkalimetallerne yderst til venstre i det periodiske system har den største størrelse i en periode. Halogenerne yderst til højre i det periodiske system har den mindste størrelse. Atomstørrelsen for nitrogen er den mindste. Efter kvælstof stiger atomstørrelsen for ilt og falder derefter for fluor. Atomstørrelsen for de inaktive gasser er større end for de foregående halogener.
• Når vi bevæger os fra venstre mod højre i en periode, øges atomladningen med 1 enhed i hvert efterfølgende grundstof, mens antallet af skaller forbliver det samme. Denne øgede kerneladning trækker elektronerne i alle skallerne tættere på kernen. Dette gør hver enkelt skal mindre og mindre. Dette resulterer i et fald i atomradius, når vi bevæger os fra venstre mod højre i en periode.
• Atomradius stiger brat, når vi bevæger os fra halogenerne til den inerte gas. Det skyldes, at de inerte gasser har helt fyldte orbitaler. Derfor er den inter-elektroniske radius maksimal. Vi udtrykker atomstørrelsen i form af Van der Waals-radius, da de ikke danner kovalente bindinger. Van der Waals-radius er større end den kovalente radius. Derfor er atomstørrelsen for inert gas i en periode meget større end for forudgående halogen

Variation inden for en gruppe

Elementernes atomradier øges med en stigning i atomnummeret fra top til bund i en gruppe. Efterhånden som man bevæger sig nedad i gruppen, stiger det vigtigste kvantetal. Der tilføjes en ny energiskal ved hvert efterfølgende grundstof. Valenceelektronerne ligger længere og længere væk fra kernen. Som følge heraf aftager kerneens tiltrækning af elektronen. Derfor øges atomradius.

Et løst eksempel til dig

Q: Hvorfor er Van der Waals-radius altid større end den kovalente radius?

Ans: Van der Waals tiltrækningskræfterne er svage. Derfor er afstanden mellem atomerne i tilfælde af atomer, der holdes af Van der Waals kræfter, meget større end afstanden mellem kovalent bundne atomer. Da en kovalent binding dannes ved overlapning af to halvt fyldte atomorbitaler, bliver en del af elektronskyen fælles. Derfor er kovalente radier altid mindre end van der Waal-radius.