Il raggio atomico di Sc è $ \ pu {162pm} $, Ti è $ \ pu {147pm } $, $ \ ce {Fe} $ è $ \ pu {126pm} $, e quello di $ \ ce {Co} $ è $ \ pu {125pm} $.
La configurazione elettronica di $ \ ce {Fe} $ è $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6 4s ^ 2} $, e quello di $ \ ce {Co} $ è $ \ ce {[Ar] 3d ^ 7 4s ^ 2} $. La differenza nel numero atomico, e quindi la differenza nel numero di elettroni 3d, è 1. Quindi, a causa dello screening, la carica aggiuntiva viene “annullata” e hanno quasi gli stessi raggi.
La differenza in numero atomico e il conteggio di elettroni 3d tra $ \ ce {Sc} $ e $ \ ce {Ti} $ è lo stesso – 1.
Quindi, voglio sapere perché cè una notevole differenza tra i raggi di Sc e Ti ma non tra i raggi di Fe e Co.
Answer
Ci sono diverse nozioni di raggio atomico ; quello che stai usando sembra essere il raggio metallico, che è la metà della distanza tra i vicini più vicini nel metallo. Questa nozione è molto sensibile al numero di elettroni per atomo coinvolti nel legame. Lo scandio ha solo 3 elettroni di valenza, mentre $ \ ce {Ti} $ ne ha 4. Tutti partecipano, in una certa misura, al “brodo di elettroni” che tiene insieme i metalli. Non sono stato in grado di capire esattamente fino a che punto, ma è giusto dirlo però che i 4 elettroni di valenza di Ti legano insieme i nuclei in modo significativamente più stretto rispetto ai 3 di $ \ ce {Sc} $. Di conseguenza, gli atomi di $ \ ce {Ti} $ si avvicinano notevolmente (una situazione analoga è il raggio covalente di $ \ ce {F2} $, di circa $ \ pu {70 pm} $, contro quello di $ \ ce {O2} $, di circa $ \ pu {60 pm} $; sebbene il raggio covalente tenda a diminuisce in un periodo, cresce da $ \ ce {O} $ a $ \ ce {F} $ perché $ \ ce {F2} $ ha un legame singolo mentre $ \ ce {O2} $ ne ha uno doppio.)
Man mano che avanzi lungo i metalli di transizione, deloc lalizzazione degli elettroni d nel metallo diminuisce. Cioè, sebbene ci siano più d elettroni in $ \ ce {Co} $ che in $ \ ce {Fe} $, la loro efficacia nel legare gli atomi insieme non è realmente maggiore. Di conseguenza, la distanza tra i vicini (da qui il raggio metallico) è lo stesso per entrambi.
Risposta
La serie che hai citato appartiene al cosiddetto raggio “metallico”, e dipende dalla struttura cristallina dellelemento, che cambia attraverso la riga. In breve, hai citato serie, che non è adatta per considerare tendenze isolate.
Esistono, infatti, diversi tipi di raggi atomici (covalente con valore diverso per legami di ordine diverso, raggi di van-der-waals e raggio di cutoff che lascia una certa quantità di densità elettronica allinterno dellatomo). Quando si confrontano i raggi atomici in un ambiente comparabile, si osservano due tendenze principali: la crescita dellatomo dimensione verso il basso nella colonna nella tavola periodica perché più gusci elettronici sono imballati nello stesso atomo e la contrazione degli atomi verso la fine della riga. Questo è un po più complicato da spiegare. Essenzialmente, il guscio elettronico interno completato isola i gusci esterni dal nucleo, riducendo la carica effettiva del nucleo che il guscio esterno “sente”. Dato che allinizio della riga gli elettroni esterni avvertono una carica effettiva di 1 attorno al guscio completato già abbastanza grande, mentre alla fine gli elettroni esterni avvertono una carica effettiva di 8 attorno al guscio interno compattato. Ciò è ulteriormente complicato dallo stato “misto” degli elettroni d, che sono isolati dal nucleo dai gusci interni molto più efficacemente degli elettroni p e soprattutto s, quindi sono attivi di valenza negli elementi di transizione, ma inattivi di valenza in p-elementi.