Радиус атома

Одной из наиболее важных характеристик атома, влияющих на его химические свойства, является размер, или радиус, атома (r_ат).

Чем больше радиус атома, тем слабее удерживаются электроны внешних и предвнешних энергетических уровней (электронных слоев) атомным ядром. И, наоборот, с уменьшением радиуса атома эти электроны притягиваются атомным ядром сильнее. Однако радиус атома не может быть точно определён, поскольку электронные орбитали не имеют границ. Следовательно, речь может идти не об их абсолютных размерах атомов, а только о размерах атомов в кристаллах и молекулах, то есть об эффективных радиусах.

В качестве единицы измерения радиуса атома в настоящее время используют пикометр (1 пм = 10^–12 м).

Радиус атома (по Ван-дер-Ваальсу*) – это половина кратчайшего расстояния, на которое могут сблизиться ядра двух одинаковых атомов, если они принадлежат разным молекулам (рис. 7).

Рис. 7. Радиус атома водорода по Ван-дер-Ваальсу (V_W)

в молекуле водорода Н₂

Радиусы атомов элементов периодически изменяются в зависимости от заряда их ядер и числа электронов (рис. 11).

При движении слева направо по периодам радиусы атомов элементов, как правило, уменьшаются, так как при постоянном числе электронных слоёв возрастают заряды ядер атомов элементов, а следовательно, увеличивается и их взаимодействие с электронами (в результате электронная оболочка* атома сжимается) (рис. 8). В меньшей степени уменьшаются радиусы атомов d- и f-элементов, что объясняется заполнением их внутренних электронных слоёв и называется это d- и f-сжатием.

Li	Be	B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar

Рис. 8. Изменение радиусов атомов элементов второго и

третьего периодов

В главных подгруппах Периодической системы элементов (А-группах) радиусы атомов элементов, как правило, увеличиваются сверху вниз(рис. 11), так как с ростом порядковых номеров элементов увеличивается и число электронных слоёв (рис. 8). В побочных подгруппах (Б-группах) при переходе от верхнего элемента к среднему(например от Cu к Ag) радиусы их атомов также возрастают, однако при переходе от среднего к нижнему элементу(от Ag к Au) возможно даже некоторое его уменьшение (лантанидное сжатие).

Значения атомных объёмов также демонстрируют определённую периодичность (атомный (мо­лярный) объём элемента есть отношение молярной массы простого вещества в твёрдом состоянии (для газов – в жидком состоянии) к его плотно­сти, экстраполированной температуру 0 К; у щелочных металлов(Ι А - группы) проявляются высшие значения атомных объемов, а у элементов Б-групп – низшие (рис. 9).

Рис. 9. Атомные Молярные объёмы элементов