Informatie nodig over trends in atomaire straal? Wat is de trend voor atomaire straal? In deze gids, we zullen duidelijk atomaire straaltrends uitleggen en hoe ze werken. We bespreken ook uitzonderingen op de trends en hoe u deze informatie kunt gebruiken als onderdeel van een breder begrip van de chemie.

een shellscript uitvoerbaar maken

Voordat we ingaan op de trends in atomaire straal, laten we eerst enkele basistermen bekijken. Een atoom is een basiseenheid van een chemisch element, zoals waterstof, helium, kalium, enz. Een straal is de afstand tussen het midden van een object en de buitenrand ervan.

Een atoomstraal is de helft van de afstand tussen de kernen van twee atomen. Atoomstralen worden gemeten in picometers (één picometer is gelijk aan een biljoenste van een meter). Waterstof (H) heeft de kleinste gemiddelde atoomstraal rond 25 pm, terwijl cesium (Cs) de grootste gemiddelde straal heeft rond 260 pm.

Wat zijn de atomaire straaltrends? Wat veroorzaakt ze?

Er zijn twee belangrijke atomaire straaltrends. De ene atoomstraaltrend doet zich voor als u van links naar rechts over het periodiek systeem beweegt (binnen een periode), en de andere trend doet zich voor als u van de bovenkant van het periodiek systeem naar beneden beweegt (binnen een groep beweegt). Hieronder staat een periodiek systeem met pijlen die laten zien hoe de atoomstralen veranderen om u te helpen elke atoomstraaltrend te begrijpen en te visualiseren. Aan het einde van dit gedeelte vindt u een diagram met de geschatte empirische atomaire straal voor elk element.

Atoomstraal Trend 1: Atoomstralen nemen af ​​van links naar rechts over een bepaalde periode

De eerste periodieke trend met atomaire straal is dat De atomaire grootte neemt af naarmate u over een periode van links naar rechts beweegt. Binnen een periode van elementen wordt elk nieuw elektron aan dezelfde schil toegevoegd. Wanneer een elektron wordt toegevoegd, wordt er ook een nieuw proton aan de kern toegevoegd, waardoor de kern een sterkere positieve lading en een grotere nucleaire aantrekkingskracht krijgt.

Dit betekent dat naarmate er meer protonen worden toegevoegd, de kern een sterkere positieve lading krijgt, waardoor de elektronen sterker worden aangetrokken en dichter bij de atoomkern worden getrokken. De elektronen die dichter bij de kern worden getrokken, maken de straal van het atoom kleiner.

Als we koolstof (C) met een atoomnummer van 6 en fluor (F) met een atoomnummer van 9 vergelijken, kunnen we op basis van trends in de atoomstraal zien dat een koolstofatoom zal een grotere straal hebben dan een fluoratoom aangezien de drie extra protonen die het fluor heeft, zijn elektronen dichter bij de kern zullen trekken en de straal van het fluor zullen verkleinen. En dit is waar; koolstof heeft een gemiddelde atoomstraal van ongeveer 70 pm, terwijl die van fluor ongeveer 50 pm is.

Atoomradius Trend 2: Atoomradius neemt toe naarmate je een groep lager gaat

De tweede periodieke trend met atoomstraal is dat De atoomstralen nemen toe naarmate je naar beneden beweegt in een groep in het periodiek systeem. Voor elke groep die je naar beneden beweegt, krijgt het atoom een ​​extra elektronenschil. Elke nieuwe schil bevindt zich verder weg van de kern van het atoom, waardoor de atoomstraal groter wordt.

Hoewel je misschien denkt dat de valentie-elektronen (die in de buitenste schil) door de kern worden aangetrokken, voorkomt elektronenafscherming dat dit gebeurt. Elektronenafscherming verwijst naar een verminderde aantrekkingskracht tussen buitenste elektronen en de kern van een atoom wanneer het atoom meer dan één elektronenschil heeft. Vanwege de elektronenafscherming komen de valentie-elektronen dus niet bijzonder dicht bij het centrum van het atoom, en omdat ze niet zo dichtbij kunnen komen, heeft het atoom een ​​grotere straal.

Kalium (K) heeft bijvoorbeeld een grotere gemiddelde atoomstraal (220 pm) dan natrium (Na) (180 pm). Het kaliumatoom heeft een extra elektronenschil vergeleken met het natriumatoom, wat betekent dat de valentie-elektronen zich verder van de kern bevinden, waardoor kalium een ​​grotere atoomstraal krijgt.

Empirische atoomstralen

Bron: Webelementen

3 uitzonderingen op de atomaire straaltrends

De twee atomaire straaltrends die we hierboven hebben besproken, gelden voor het merendeel van het periodiek systeem der elementen. Er zijn echter enkele uitzonderingen op deze trends.

Een uitzondering vormen de edelgassen. De zes edelgassen, in groep 18 van het periodiek systeem, zijn helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe) en radon (Rn). De edelgassen vormen een uitzondering omdat ze zich anders binden dan andere atomen. en edelgasatomen komen niet zo dicht bij elkaar als ze zich binden. Omdat de atoomstraal de helft is van de afstand tussen de kernen van twee atomen, hoe dicht die atomen bij elkaar zijn, beïnvloedt de atomaire straal.

Bij elk van de edelgassen is de buitenste elektronenschil volledig gevuld, dat wil zeggen meerdere edelgasatomen worden bij elkaar gehouden door Van der Waals-krachten in plaats van door bindingen. Van der Waals-krachten zijn niet zo sterk als covalente bindingen, dus twee atomen verbonden door Van der Waals-krachten komen niet zo dicht bij elkaar als twee atomen verbonden door een covalente binding. Dit betekent dat de stralen van de edelgassen overschat zouden worden als we zouden proberen hun empirische stralen te vinden. dus geen van de edelgassen heeft een empirische straal en volgt dus niet de trends in de atomaire straal.

Hieronder staat een zeer vereenvoudigd diagram van vier atomen, allemaal ongeveer even groot. De bovenste twee atomen zijn verbonden door een covalente binding, die enige overlap tussen de atomen veroorzaakt. De onderste twee atomen zijn edelgasatomen en ze zijn verbonden door Van der Waals-krachten waardoor de atomen niet zo dicht bij elkaar kunnen komen. De rode pijlen vertegenwoordigen de afstand tussen de kernen. De helft van deze afstand is gelijk aan de atoomstraal. Zoals je kan zien, ook al zijn alle vier de atomen ongeveer even groot, de straal van het edelgas is veel groter dan de straal van de andere atomen. Als je de twee stralen vergelijkt, lijken de edelgasatomen groter, ook al zijn ze dat niet. Het opnemen van edelgasstralen zou mensen een onnauwkeurig idee geven van hoe groot edelgasatomen zijn. Omdat edelgasatomen anders binden, kunnen hun stralen niet worden vergeleken met de stralen van andere atomen, zodat ze de trends in de atomaire straal niet volgen.

Andere uitzonderingen zijn de lanthanidereeksen en actinidereeksen onderaan het periodiek systeem. Deze groepen elementen verschillen van een groot deel van de rest van het periodiek systeem en volgen niet veel trends die de andere elementen wel volgen. Geen van beide series heeft een duidelijke trend in de atomaire straal.

probeer de datastructuur

Hoe kunt u deze informatie gebruiken?

Hoewel je de atoomstraal van verschillende elementen in je dagelijkse leven waarschijnlijk niet hoeft te kennen, kan deze informatie toch nuttig zijn als je scheikunde of een ander gerelateerd vakgebied studeert. Zodra u elke belangrijke trend in de atoomstraalperiode begrijpt, wordt het gemakkelijker om andere informatie over de elementen te begrijpen.

U kunt zich bijvoorbeeld herinneren dat edelgassen een uitzondering vormen op de trends in de atoomstraal, omdat ze een volledige buitenste elektronenschil hebben. Deze buitenste elektronenschillen maken de edelgassen ook inert en stabiel. Die stabiliteit kan handig zijn. Ballonnen zijn bijvoorbeeld doorgaans gevuld met helium en niet met waterstof, omdat helium veel stabieler is en daardoor minder brandbaar en veiliger in gebruik.

Je kunt ook atoomstralen gebruiken om in te schatten hoe reactief verschillende elementen zullen zijn. Atomen met kleinere stralen zijn reactiever dan atomen met grotere stralen. De halogenen (in groep 17) hebben de kleinste gemiddelde stralen in het periodiek systeem. Fluor heeft de kleinste atoomstraal van de halogenen (wat logisch is op basis van de trends), en dat maakt het zeer reactief. Alleen al het toevoegen van fluor aan water zal vlammen veroorzaken terwijl de fluor in een gas verandert.

Samenvatting: Periodieke trends Atomaire straal

Er zijn twee belangrijke atomaire straaltrends. De eerste periodieke trend van de atoomstraal is dat de atoomstraal toeneemt naarmate je in een groep naar beneden beweegt. Dit komt door elektronenafscherming. Wanneer een extra schil wordt toegevoegd, bevinden die nieuwe elektronen zich verder van de atoomkern, waardoor de atoomstraal groter wordt. De tweede periodieke trend van de atoomstraal is dat de atoomgrootte afneemt als hij over een periode van links naar rechts beweegt omdat de sterkere positieve lading van het atoom, als gevolg van het hebben van meer protonen, de elektronen sterker aantrekt en ze dichter bij de kern trekt, waardoor de omvang van het atoom kleiner wordt.

Er zijn een paar uitzonderingen op deze trends, met name de edelgassen die geen bindingen vormen zoals de meeste andere atomen dat doen, en de lanthanide- en actinidereeksen. U kunt deze informatie gebruiken om het periodiek systeem beter te begrijpen, hoe atomen zich binden en waarom bepaalde elementen reactiever zijn dan andere.

Wat is het volgende?

Wilt u uw moleculaire chemie opfrissen?Beoordeling de verschillende soorten hydraten , hoe elektronegativiteit werkt , en het gebruik (en de beperkingen) van het Bohr Atomic Model.

Volg je geavanceerde scheikunde en heb je hulp nodig?We hebben studiegidsen voor AP Chem en IB Chemistry, evenals een algemeen Regents Chemistry-overzicht voor middelbare scholieren in New York.

Je teen onderdompelen in de wondere wereld van de biochemie?Leer meer over de zes soorten enzymen en de chemische samenstelling van nucleotiden.