Sc atomsugara $ \ pu {162pm} $, Ti $ \ pu {147pm } $, $ \ ce {Fe} $ $ \ pu {126pm} $, a $ \ ce {Co} $é pedig $ \ pu {125pm} $.
A $ elektronikus konfigurációja \ ce {Fe} $ = $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6 4s ^ 2} $, a $ \ ce {Co} $é pedig $ \ ce {[Ar] 3d ^ 7 4s ^ 2} $. Az atomszámbeli különbség, és ennélfogva a 3D-elektronok számának különbsége is 1. Tehát a szűrés miatt a többletdíj “törlődik” és közel azonos sugarúak.
A különbség az atomszámban és a 3d elektronszámban a $ \ ce {Sc} $ és a $ \ ce {Ti} $ között szintén megegyezik – 1.
Tehát szeretném tudni, miért van jelentős különbség a az Sc és Ti sugarai, de a Fe és a Co sugarai között nem.
Válasz
Az atom sugarának különböző fogalmai vannak ; úgy tűnik, hogy az általad használt fémes sugár a fémes szomszédok közötti távolság fele. Ez a fogalom nagyon érzékeny a kötésben részt vevő atomonkénti elektronok számára. A Scandiumnak csak 3 vegyérték-elektronja van, míg $ \ ce {Ti} $ -nak van 4. Ezek valamennyiben részt vesznek a fémeket összetartó “elektronlevesben”. Nem tudtam pontosan kitalálni, hogy milyen mértékben, de igazságos azt mondani, hogy bár hogy a Ti 4 vegyértékelektronja lényegesen szorosabban köti össze az atommagokat, mint a 3 $ \ ce {Sc} $. Ennek eredményeként a $ \ ce {Ti} $ atomok jelentősen közelebb kerülnek egymáshoz. (Hasonló helyzet a kovalens sugár: $ \ ce {F2} $, körülbelül $ \ pu {70 pm} $, szemben a $ \ ce {O2} $, kb. $ \ pu {60 pm} $ sugarával; bár a kovalens sugár általában csökken egy periódus alatt, $ \ ce {O} $ -ról $ \ ce {F} $ -ra nő, mert a $ \ ce {F2} $ -nak egyetlen kötvénye van, míg a $ \ ce {O2} $ -nak kettős.)
Ahogy tovább haladsz az átmeneti fémek mentén, a deloc a d elektron elektronizációja csökken. Vagyis bár több d elektron van a $ \ ce {Co} $ -ban, mint a $ \ ce {Fe} $ -ban, hatékonyságuk az atomok együttes megkötésében valójában nem nagyobb. Ennek eredményeként a szomszédok közötti távolság (tehát a fémes sugár) mindkettőnél megegyezik.
Válasz
Az általad idézett sorozat az ismert “fémes” sugárhoz tartozik, és ez az elem kristályszerkezetétől függ, amely változik a sorban. Röviden, ön idézett sorokat, amelyek nem alkalmasak az izolált tendenciák mérlegelésére.
Valójában többféle atomsugár létezik (kovalens, különböző valurral a különböző sorrendű kötésekhez, van-der-waals sugarak és a leválasztási sugár, amely bizonyos mennyiségű elektronikus sűrűséget hagy az atom belsejében.) Ha összehasonlítjuk az atom sugarakat összehasonlítható környezetben, két fő tendencia figyelhető meg: az atom növekedése méretezze le az oszlopot a periódusos rendszerben, mert több elektronikus héj van csomagolva ugyanabba az atomba, és az atomok összehúzódása a sor vége felé. Ezt kissé bonyolultabb megmagyarázni. Lényegében a befejezett belső elektronikus héj izolálja a külső héjakat a magból, csökkentve a mag hatékony töltését, amelyet a külső héj “érez”. Tekintettel arra, hogy a sor elején a külső elektronok 1-es tényleges töltést éreznek a már elég nagy befejezett héj körül, míg a végén a külső elektronok 8-as hatásos töltést éreznek a tömörített belső héj körül. Ezt tovább bonyolítja a d-elektronok “vegyes” státusza, amelyek sokkal hatékonyabban izolálódnak a magból a belső héjakkal, mint a p- és főleg az s-elektronok, tehát az átmeneti elemekben vegyérték-aktívak, a p-elemek.