Promień atomowy Sc to $ \ pu {162pm} $, Ti to $ \ pu {147pm } $, $ \ ce {Fe} $ to $ \ pu {126pm} $, a $ \ ce {Co} $ to $ \ pu {125pm} $.
Elektroniczna konfiguracja $ \ ce {Fe} $ to $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6 4s ^ 2} $, a $ \ ce {Co} $ to $ \ ce {[Ar] 3d ^ 7 4s ^ 2} $. Różnica w liczbie atomowej, a tym samym w liczbie elektronów 3d, wynosi 1. Tak więc, ze względu na ekranowanie, dodatkowy ładunek jest „anulowany” i mają one prawie takie same promienie.
Różnica w liczbie atomowej i liczbie elektronów 3D między $ \ ce {Sc} $ a $ \ ce {Ti} $ jest również takie samo – 1.
Więc chcę wiedzieć, dlaczego istnieje znaczna różnica między promienie Sc i Ti, ale nie pomiędzy promieniami Fe i Co.
Odpowiedź
Istnieją różne pojęcia dotyczące promienia atomowego ; ten, którego używasz, wydaje się być promieniem metalu, który stanowi połowę odległości między najbliższymi sąsiadami w metalu. Pojęcie to jest bardzo wrażliwe na liczbę elektronów na atom zaangażowanych w wiązanie. Skand ma tylko 3 elektrony walencyjne, podczas gdy $ \ ce {Ti} $ ma 4. Wszystkie one w pewnym stopniu uczestniczą w „zupie elektronowej”, która spaja metale. Nie jestem w stanie dokładnie określić, w jakim stopniu, ale można uczciwie powiedzieć że 4 elektrony walencyjne Ti wiążą jądra ze sobą znacznie mocniej niż 3 z $ \ ce {Sc} $. W rezultacie atomy $ \ ce {Ti} $ zbliżają się do siebie znacznie. (analogiczna sytuacja to promień kowalencyjny $ \ ce {F2} $, około $ \ pu {70 pm} $, w porównaniu z promieniem $ \ ce {O2} $, około $ \ pu {60 pm} $; chociaż promień kowalencyjny ma tendencję do maleje w okresie, rośnie od $ \ ce {O} $ do $ \ ce {F} $, ponieważ $ \ ce {F2} $ ma jedną wiązanie, podczas gdy $ \ ce {O2} $ ma podwójną.)
W miarę postępów w zakresie metali przejściowych deloc maleje tworzenie elektronów d w metalu. Oznacza to, że chociaż d elektronów jest więcej w $ \ ce {Co} $ niż w $ \ ce {Fe} $, ich skuteczność w wiązaniu atomów ze sobą nie jest tak naprawdę większa. W rezultacie odległość między sąsiadami (stąd promień metaliczny) jest taki sam dla obu.
Odpowiedź
Cytowana seria należy do tak znanego promienia „metalicznego”, i zależy to od struktury krystalicznej pierwiastka, która zmienia się w rzędzie. Krótko mówiąc, zacytowałeś serie, które nie nadają się do rozważenia pojedynczych tendencji.
Rzeczywiście istnieje kilka typów promieni atomowych (kowalencyjne z różnymi wartościami dla wiązań o różnym porządku, promieniach van-der-waalsa i promieniu odcięcia, które pozostawiają pewną ilość gęstości elektronowej wewnątrz atomu). Porównując promienie atomowe w porównywalnym środowisku, można zaobserwować dwa główne trendy: zmniejsz rozmiar kolumny w układzie okresowym, ponieważ więcej powłok elektronowych jest upakowanych w tym samym atomie i kurczenie się atomów pod koniec rzędu. To trochę trudniejsze do wyjaśnienia. Zasadniczo, ukończona wewnętrzna powłoka elektronowa izoluje zewnętrzne powłoki od jądra, zmniejszając efektywny ładunek jądra, który „czuje” zewnętrzna powłoka. Biorąc to pod uwagę, na początku rzędu zewnętrzne elektrony odczuwają efektywny ładunek 1 wokół już dość dużej ukończonej powłoki, podczas gdy na końcu zewnętrzne elektrony odczuwają efektywny ładunek 8 wokół zagęszczonej powłoki wewnętrznej. Jest to dodatkowo komplikowane przez „mieszany” stan d-elektronów, które są izolowane od jądra przez wewnętrzne powłoki znacznie skuteczniej niż p-, a zwłaszcza s- elektrony, więc są one aktywne walencyjnie w elementach przejściowych, ale elementy p.