2) Raggio di Van der Waals

È la metà della distanza tra i nuclei di due atomi isolati identici non legati o due atomi identici adiacenti appartenenti a due molecole vicine di un elemento allo stato solido. La grandezza del raggio di Van der Waals dipende dall’impacchettamento degli atomi quando l’elemento è allo stato solido.

Per esempio, la distanza internucleare tra due atomi di cloro adiacenti delle due molecole vicine allo stato solido è 360 pm. Pertanto, il raggio di Van der Waals dell’atomo di cloro è 180 pm.

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3) Raggio metallico

Un reticolo metallico o cristallo consiste di kernel positivi o ioni metallici disposti in un modello definito in un mare di elettroni di valenza mobili. Ogni kernel è attratto simultaneamente da un certo numero di elettroni mobili e ogni elettrone mobile è attratto da un certo numero di ioni metallici.

La forza di attrazione tra gli elettroni mobili e i kernel positivi è chiamata legame metallico. È la metà della distanza internucleare tra i due ioni metallici adiacenti nel reticolo metallico. In un reticolo metallico, gli elettroni di valenza sono mobili, quindi, sono solo debolmente attratti dagli ioni o kernel metallici.

In un legame covalente, una coppia di elettroni è fortemente attratta dai nuclei di due atomi. Così, un raggio metallico è sempre più lungo del suo raggio covalente. Per esempio, il raggio metallico del sodio è 186 pm mentre il suo raggio covalente, determinato dal suo vapore che esiste come Na2, è 154 pm. Il raggio metallico del potassio è 231 pm mentre il suo raggio covalente è 203 pm.

Leggi qui i caratteri metallici e non metallici.

Variazione dei raggi atomici nella tavola periodica

Variazione all’interno di un periodo

• I raggi covalenti e Van der Waals diminuiscono all’aumentare del numero atomico man mano che ci si sposta da sinistra a destra in un periodo. I metalli alcalini all’estrema sinistra della tavola periodica hanno le dimensioni maggiori in un periodo. Gli alogeni all’estrema destra della tavola periodica hanno le dimensioni più piccole. La dimensione atomica dell’azoto è la più piccola. Dopo l’azoto, la dimensione atomica aumenta per l’ossigeno e poi diminuisce per il fluoro. Le dimensioni degli atomi dei gas inerti sono più grandi di quelle degli alogeni precedenti.
• Quando ci spostiamo da sinistra a destra in un periodo, la carica nucleare aumenta di 1 unità in ogni elemento successivo mentre il numero di gusci rimane lo stesso. Questa maggiore carica nucleare spinge gli elettroni di tutti i gusci più vicini al nucleo. Questo rende ogni singolo guscio sempre più piccolo. Questo si traduce in una diminuzione del raggio atomico man mano che ci spostiamo da sinistra a destra in un periodo.
• Il raggio atomico aumenta bruscamente quando ci spostiamo dagli alogeni ai gas inerti. Questo perché i gas inerti hanno orbitali completamente riempiti. Quindi, l’inter-elettronico è massimo. Esprimiamo la dimensione atomica in termini di raggio di Van der Waals poiché non formano legami covalenti. Il raggio di Van der Waals è più grande del raggio covalente. Pertanto, la dimensione atomica del gas inerte in un periodo è molto più alta di quella dell’alogeno precedente

Variazione all’interno di un gruppo

I raggi atomici degli elementi aumentano all’aumentare del numero atomico dall’alto verso il basso in un gruppo. Man mano che si scende nel gruppo, il numero quantico principale aumenta. Un nuovo guscio di energia viene aggiunto ad ogni elemento successivo. Gli elettroni di valenza sono sempre più lontani dal nucleo. Di conseguenza, l’attrazione del nucleo per l’elettrone diminuisce. Quindi, il raggio atomico aumenta.

Un esempio risolto per te

Q: Perché il raggio di Van der Waals è sempre maggiore del raggio covalente?

Ans: Le forze di attrazione di Van der Waals sono deboli. Pertanto, la distanza internucleare nel caso di atomi tenuti da forze di Van der Waal è molto più grande di quella tra atomi legati covalentemente. Poiché un legame covalente è formato dalla sovrapposizione di due orbitali atomici riempiti a metà, una parte della nuvola di elettroni diventa comune. Pertanto, i raggi covalenti sono sempre più piccoli del raggio di van der Waal.