Aatomite hulk Kuidas see perioodilises tabelis ja näidetes varieerub

The aatomi maht suhteline väärtus, mis näitab elemendi molaarmassi ja selle tiheduse vahelist suhet. Niisiis, see maht sõltub elemendi tihedusest ja tihedus sõltub omakorda faasist ja sellest, kuidas aatomid on paigutatud sellesse.

Seega ei ole Z-elemendi aatomi maht teises faasis erinev, mis erineb toatemperatuuril (vedelik, tahke või gaasiline) või kui see on osa teatud ühenditest. Seega erineb Z ühendi ZA aatommaht ühendi ZB Z-st.

Miks? Selle mõistmiseks on vaja võrrelda aatomeid näiteks marmoriga. Marmor, nagu kõrgema kujutise sinakad, on oma materiaalset piiri väga hästi määratlenud, mida täheldatakse tänu oma suurepärasele pinnale. Seevastu aatomite piir on difuusne, kuigi neid võib pidada eemalt sfäärilisteks.

Seega, mis määrab aatomipiirist kaugemale jääva punkti, on elektroni nulltõenäosus ja see punkt võib olla tuumale kaugemal või lähemal, sõltuvalt sellest, kui palju naabruses olevaid aatomeid aatomit ümbritseva aatomiga suhtlevad.

Indeks

• 1 Aatomite maht ja raadius
• 2 Täiendav valem
• 3 Kuidas aatomite maht perioodilises tabelis varieerub?
  • 3.1 Üleminekumetallide aatomimaht
• 4 Näited
  • 4.1 Näide 1
  • 4.2 Näide 2
• 5 Viited

Aatomite maht ja raadius

Kahe H-aatomiga interakteerudes H-molekulis₂, nende tuumade asukohad on defineeritud, samuti nende vaheline kaugus (sisemised kaugused). Kui mõlemad aatomid on sfäärilised, on raadius tuuma ja hajusa piiri vaheline kaugus:

Ülemises pildis on näha, kuidas elektroni leidmise tõenäosus väheneb, kui see tuumast eemale liigub. Jaotades kahe tuuma vaheline kaugus, saadakse aatomkiirgus. Järgmiseks, eeldades aatomite sfäärilist geomeetria, kasutame sfääri mahu arvutamiseks valemit:

V = (4/3) (Pi) r³

Selles väljendis r on H-molekuli jaoks määratud aatomkiirgus₂. Selle ebatäpse meetodi abil arvutatud V väärtus võib muutuda, kui seda peetakse näiteks H₂ vedelal või metallilisel kujul. Kuid see meetod on väga ebatäpne, sest aatomite kuju on nende interaktsioonides kaugel ideaalsest sfäärist..

Tahkete aatomite mahu määramiseks võetakse arvesse mitmeid paigutusega seotud muutujaid ja need saadakse röntgendifraktsiooniuuringutega..

Täiendav valem

Molaarmass väljendab aine kogust, millel on üks mooli keemilise elemendi aatomeid.

Selle ühikud on g / mol. Teisest küljest on tihedus ruumala, mis võtab ühe grammi elementi: g / ml. Kuna aatommahu ühikud on ml / mol, siis tuleb soovitud ühikute saavutamiseks mängida muutujatega:

(g / mol) (ml / g) = ml / mol

Või mis on sama:

(Molaarmass) (1 / D) = V

(Molaarmass / D) = V

Seega on elemendi aatomite ühe mooli maht kergesti arvutatav; samas kui sfäärilise mahu valemiga arvutatakse üksiku aatomi maht. Selle väärtuse saavutamiseks esimesest, on vajalik konversioon Avogadro numbri (6.02 · 10) kaudu.^-23).

Kuidas aatomite maht perioodilises tabelis varieerub?

Kui aatomeid peetakse sfäärilisteks, siis on nende variatsioonid samad, mida täheldati aatomkiirgustes. Ülemises pildis, mis näitab representatiivseid elemente, on näidatud, et paremalt vasakule aatomite kääbus; selle asemel muutuvad need ülalt alla põhjalikumaks.

Seda seetõttu, et samal perioodil sisaldab tuum prootoneid, kui see liigub paremale. Need prootonid avaldavad välistele elektronidele atraktiivset jõudu, mis tunnevad efektiivset tuumavõimu Z_ef, väiksem kui tegelik tuumakulu Z.

Sisemiste kihtide elektronid tõrjuvad väliskihi elektronid, vähendades tuuma mõju nendele; Seda tuntakse kui ekraani efekti. Samal perioodil ei õnnestu ekraaniefektil takistada prootonite arvu suurenemist, nii et sisekihis olevad elektronid ei takista aatomite kokkutõmbumist.

Rühmale laskudes on aga lubatud uued energia tasemed, mis võimaldavad elektronidel orbiidile tuumast kaugemale minna. Samuti suureneb sisemise kihi elektronide arv, mille varjestusefektid hakkavad vähenema, kui tuum lisab uuesti prootoneid.

Nendel põhjustel võib näha, et rühmal 1A on kõige mahukamad aatomid, erinevalt grupi 8A (või 18) väikestest aatomitest, väärisgaaside aatomitest..

Üleminekumetallide aatomimaht

Üleminekumetallide aatomid sisaldavad sisemiste orbitaalide elektrone d. See ekraani efekti suurenemine ja tegelik tuumavara Z tühistatakse peaaegu võrdselt, nii et nende aatomid säilitavad samasuguse suuruse samal perioodil.

Teisisõnu: ühel perioodil on siirdemetallidel sarnased aatommahud. Need väikesed erinevused on aga metallikristallide määratlemisel tohutult olulised (justkui oleksid need metallmarmid).

Näited

Saadaval on kaks matemaatilist valemit elemendi aatommahu arvutamiseks, millest igaüks sisaldab vastavaid näiteid.

Näide 1

Arvestades vesiniku aatomi raadiust -37 pm (1 pikomeeter = 10)^-12m) - ja tseesium--265 pm - arvutavad selle aatomi mahud.

Kasutades sfäärilise mahu valemit, on meil:

V_H= (4/3) (3.14) (37 pm)³= 212,07 pm³

V_Cs= (4/3) (3.14) (265)³= 77912297,67 pm³

Siiski on need püromeetrites väljendatud mahud üleliigsed, seega transformeeritakse need angstremite ühikuteks, korrutades need konversiooniteguriga (1 / 100pm).³:

(212.07 pm³) (1 / 100pm)³= 2,1207 × 10^-4 ų

(77912297,67 pm³) (1 / 100pm)³= 77,912 ų

Seega jäävad H-i väikese aatomi ja Cs mahuka aatomi vahelised erinevused arvuliselt nähtavaks. Tuleb meeles pidada, et need arvutused on vaid ligikaudsed väited selle kohta, et aatom on täiesti sfääriline, mis sõidab reaalsuse ees.

Näide 2

Puhta kulla tihedus on 19,32 g / ml ja selle molaarmass 196,97 g / mol. Valemi M / D rakendamisel ühe mooli kulla aatomite mahu arvutamiseks on järgmine:

V_Au= (196,97 g / mol) / (19,32 g / ml) = 10,19 ml / mol

See tähendab, et 1 mool kulla aatomit hõivab 10,19 ml, kuid mis mahus kuld aatom konkreetselt hõivab? Ja kuidas seda väljendada pm ühikutes³? Selleks kasutage lihtsalt järgmisi konversioonitegureid:

(10,19 ml / mol) · (mol / 6,02 · 10)^-23 aatomid) · (1 m / 100 cm)³· (1 pm / 10^-12m)³= 16,92 · 10⁶ pm³

Teisest küljest on kulla aatomi raadius 166 pm. Kui võrrelda mõlemat mahtu - eelmise meetodi abil saadud ja sfäärilise helitugevuse valemiga arvutatud mahtu - leiad, et neil ei ole sama väärtust:

V_Au= (4/3) (3,14) (166 pm)³= 19,15 · 10⁶ pm³

Milline neist kahest on aktsepteeritud väärtusele kõige lähemal? See, mis on kulla kristalse struktuuri röntgendifraktsiooni tulemusel kõige lähemal.

Viited

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (09. detsember 2017). Aatomite mahu määratlus. Välja otsitud 6. juunil 2018 alates: thinkco.com
2. Mayfair, Andrew. (13. märts 2018). Kuidas arvutada Atomi maht. Science. Välja otsitud 6. juunil 2018 alates: sciencing.com
3. Wiki Kids Ltd. (2018). Lothar Meyeri aatomi mahu kõverad. Välja otsitud 6. juunil 2018 alates: wonderwhizkids.com
4. Lumen Perioodilised suundumused: aatomkiirgus. Välja otsitud 6. juunil 2018 kellelt: courses.lumenlearning.com
5. Camilo J. Derpich. Maht ja aatomitihedus. Välja otsitud 6. juunil 2018 alates: es-puraquimica.weebly.com
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Keemia (8. väljaanne). CENGAGE Learning, p 222-224.
7. CK-12 sihtasutus. (22. veebruar 2010). Võrdlev aatomi suurus. [Joonis] Välja otsitud 6. juunil 2018 alates: commons.wikimedia.org
8. CK-12 sihtasutus. (22. veebruar 2010). H-aatomi raadius₂. [Joonis] Välja otsitud 6. juunil 2018 alates: commons.wikimedia.org