De atoomradius van Sc is $ \ pu {162pm} $, Ti is $ \ pu {147pm } $, $ \ ce {Fe} $ is $ \ pu {126pm} $, en die van $ \ ce {Co} $ is $ \ pu {125pm} $.
De elektronische configuratie van $ \ ce {Fe} $ is $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6 4s ^ 2} $, en die van $ \ ce {Co} $ is $ \ ce {[Ar] 3d ^ 7 4s ^ 2} $. Het verschil in atoomnummer, en dus het verschil in aantal 3d elektronen, is 1. Dus door screening wordt de extra lading “geannuleerd” en hebben ze bijna dezelfde stralen.
Het verschil in atoomnummer en 3d elektronentelling tussen $ \ ce {Sc} $ en $ \ ce {Ti} $ is ook hetzelfde – 1.
Dus ik wil weten waarom er een aanzienlijk verschil is tussen de stralen van Sc en Ti maar niet tussen de stralen van Fe en Co.
Antwoord
Er zijn verschillende noties van atoomstraal ; degene die je gebruikt lijkt de metallische straal te zijn, die de helft is van de afstand tussen de naaste buren in het metaal. Dit idee is erg gevoelig voor het aantal elektronen per atoom dat betrokken is bij binding. Scandium heeft slechts 3 valentie-elektronen, terwijl $ \ ce {Ti} $ heeft 4. Deze nemen allemaal tot op zekere hoogte deel aan de “elektronensoep” die metalen bij elkaar houdt. Ik “heb niet precies kunnen achterhalen in welke mate, maar ik kan wel zeggen dat de 4 valentie-elektronen van Ti de kernen beduidend strakker aan elkaar binden dan de 3 van $ \ ce {Sc} $. Als resultaat komen de $ \ ce {Ti} $ -atomen aanzienlijk dichter bij elkaar. (een analoge situatie is de covalente straal van $ \ ce {F2} $, van ongeveer $ \ pu {70 pm} $, versus die van $ \ ce {O2} $, van ongeveer $ \ pu {60 pm} $; hoewel de covalente straal de neiging heeft afnemen over een periode, groeit het van $ \ ce {O} $ naar $ \ ce {F} $ omdat $ \ ce {F2} $ een enkele binding heeft en $ \ ce {O2} $ een dubbele.)
Naarmate je verder komt langs de overgangsmetalen, zal het deloc alization van d elektronen in het metaal gaat naar beneden. Dat wil zeggen, hoewel er meer d elektronen in $ \ ce {Co} $ zijn dan in $ \ ce {Fe} $, is hun effectiviteit bij het aan elkaar binden van atomen niet echt groter. Als resultaat is de afstand tussen buren (vandaar de metalen straal) is hetzelfde voor beide.
Antwoord
De serie die je hebt genoemd, behoort tot de zogenaamde “metalen” straal, en het hangt af van de kristalstructuur van het element, dat door de rij verandert. Kortom, u noemde reeksen die niet geschikt zijn om geïsoleerde tendensen te beschouwen.
Er zijn inderdaad verschillende soorten atoomstralen (covalent met verschillende waarde voor bindingen van verschillende orde, van-der-waals-stralen en afsnijradius die een bepaalde hoeveelheid elektronische dichtheid in het atoom achterlaat.) Bij het vergelijken van atoomstralen in een vergelijkbare omgeving zijn twee belangrijke trends waarneembaar: groei van atomaire verkleinen van de kolom in periodiek systeem omdat meer elektronische omhulsels in hetzelfde atoom zijn verpakt, en samentrekking van atomen tegen het einde van de rij. Dit is wat lastiger uit te leggen. In wezen isoleert de voltooide elektronische binnenmantel de buitenste schalen van de kern, waardoor de effectieve lading van de kern die de buitenste schil “voelt” wordt verminderd. Gegeven dat aan het begin van de rij buitenste elektronen een effectieve lading van 1 voelen rond een al behoorlijk grote voltooide schaal, terwijl aan het einde buitenste elektronen een effectieve lading van 8 voelen rond een gecomprimeerde binnenschil. Dit wordt verder gecompliceerd door de “gemengde” status van d-elektronen, die door binnenschillen veel effectiever van de kern worden geïsoleerd dan p- en vooral s-elektronen, dus ze zijn valentie-actief in overgangselementen, maar valentie-inactief in p-elementen.