Atomový poloměr Sc je $ \ pu {162pm} $, Ti je $ \ pu {147 pm } $, $ \ ce {Fe} $ je $ \ pu {126pm} $ a $ \ ce {Co} $ je $ \ pu {125pm} $.
Elektronická konfigurace $ \ ce {Fe} $ je $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6 4s ^ 2} $ a $ \ ce {Co} $ je $ \ ce {[Ar] 3d ^ 7 4s ^ 2} $. Rozdíl v atomovém čísle, a tedy v rozdílu v počtu 3d elektronů, je 1. Takže kvůli screeningu je zvláštní poplatek „zrušen“ a mají téměř stejné poloměry.
Rozdíl v atomovém čísle a počtu 3D elektronů mezi $ \ ce {Sc} $ a $ \ ce {Ti} $ je také stejné – 1.
Takže chci vědět, proč existuje značný rozdíl mezi poloměry Sc a Ti, ale ne mezi poloměry Fe a Co.
Odpověď
Existují různé představy o atomovém poloměru ; ten, který používáte, se zdá být kovovým poloměrem, což je poloviční vzdálenost mezi nejbližšími sousedy v kovu. Tento pojem je velmi citlivý na počet elektronů na atom zapojených do vazby. Scandium má pouze 3 valenční elektrony, zatímco $ \ ce {Ti} $ má 4. To vše se do jisté míry účastní „elektronové polévky“, která drží kovy pohromadě. Nedokázal jsem přesně zjistit, do jaké míry, ale je fér říci, že že 4 valenční elektrony Ti váží jádra dohromady podstatně pevněji než 3 z $ \ ce {Sc} $. Výsledkem je, že atomy $ \ ce {Ti} $ se podstatně blíží k sobě. (Analogickou situací je kovalentní poloměr $ \ ce {F2} $, kolem $ \ pu {70 pm} $, ve srovnání s $ \ ce {O2} $, kolem $ \ pu {60 pm} $; i když kovalentní poloměr má sklon pokles za určité období roste z $ \ ce {O} $ na $ \ ce {F} $, protože $ \ ce {F2} $ má jednu vazbu, zatímco $ \ ce {O2} $ má dvojnou.)
Jak postupujete dále podél přechodových kovů, deloc alizace d elektronů v kovu klesá. To znamená, že i když v $ \ ce {Co} $ je více d elektronů než v $ \ ce {Fe} $, jejich účinnost při spojování atomů dohromady není opravdu větší. Výsledkem je vzdálenost mezi sousedy (tedy kovový poloměr) je pro oba stejný.
Odpověď
Řada, kterou jste citoval, patří do tak známého „kovového“ poloměru, a záleží to na krystalové struktuře prvku, která se mění v řadě. Stručně jste citovali řadu, která není vhodná pro zvážení izolovaných tendencí.
Ve skutečnosti existuje několik typů atomových poloměrů (kovalentní s různou hodnotou pro vazby různého řádu, van-der-Waalsovy poloměry a poloměr mezní hodnoty, které uvnitř atomu zanechávají určité množství elektronové hustoty). Při srovnání atomových poloměrů ve srovnatelném prostředí lze pozorovat dva hlavní trendy: růst atomových zmenšete velikost sloupce v periodické tabulce, protože více elektronických skořápek je zabaleno do stejného atomu a kontrakce atomů ke konci řádku. To je trochu složitější vysvětlit. Dokončená vnitřní elektronická skořepina v podstatě izoluje vnější skořápky od jádra, čímž se snižuje efektivní náboj jádra, který vnější obal „cítí“. Vzhledem k tomu, že na začátku řady vnější elektrony pociťují efektivní náboj 1 kolem již poměrně velké dokončené skořápky, zatímco na konci vnější elektrony pociťují efektivní náboj 8 kolem zhutněného vnitřního obalu. To je dále komplikováno „smíšeným“ stavem d-elektronů, které jsou izolovány z jádra vnitřními skořápkami mnohem efektivněji než p- a zejména s- elektrony, takže jsou valenční aktivní v přechodových prvcích, ale valenční neaktivní v p-prvky.