هذا جدول دوري يحتوي على قيم نصف القطر الذري للعناصر المذكورة عليه.
أنصاف الأقطار المذكورة في الجدول الدوري أعلاه هي نصف قطر فان دير فال وهي بالبيكومتر (pm).
حسنًا، هناك القليل من الأشياء المفاهيمية المهمة حول نصف القطر الذري للعناصر التي يجب أن تعرفها.
لذلك دعونا ننتقل مباشرة إلى ذلك.
ما هو نصف القطر الذري؟
نصف القطر الذري هو المسافة بين مركز نواة الذرة والإلكترون الخارجي في السحابة الإلكترونية.
بعبارات أبسط، إنه بحجم الذرة. يُقاس نصف القطر الذري عادةً بالبيكومترات (pm)، أو جزء من تريليون من المتر.
الذرات صغيرة للغاية ويصعب تصورها، لكن مفهوم نصف القطر الذري يساعدنا على فهم كيفية تفاعل الذرات مع بعضها البعض وكيف تتصرف في التفاعلات الكيميائية المختلفة.
يمكن أن يؤثر حجم الذرة على خواصها الكيميائية ، مثل كيفية ارتباطها بالذرات أو الجزيئات الأخرى.
كيف نقيس نصف القطر الذري؟
عادة ما يتم قياس نصف القطر الذري باستخدام طرق تجريبية مختلفة مثل علم البلورات بالأشعة السينية وحيود الإلكترون والتحليل الطيفي.
تتضمن هذه الطرق دراسة سلوك الذرات عندما تتفاعل مع أشكال معينة من الطاقة، مثل الأشعة السينية أو الإلكترونات.
- في علم البلورات بالأشعة السينية ، يتم توجيه شعاع من الأشعة السينية نحو بلورة العنصر قيد الدراسة. تعمل الأشعة السينية على حياد الذرات الموجودة في البلورة ويمكن استخدام نمط الحيود الناتج لتحديد المسافة بين الذرات وبالتالي نصف قطرها.
- في حيود الإلكترون ، يتم توجيه شعاع من الإلكترونات نحو طبقة رقيقة من العنصر قيد الدراسة. عندما تمر الإلكترونات عبر الفيلم، فإنها تبعثر الذرات، مما يخلق نمط حيود يمكن تحليله لتحديد نصف القطر الذري.
- يتضمن التحليل الطيفي دراسة التفاعلات بين الضوء والمادة. ومن خلال تحليل الأطوال الموجية للضوء الذي تمتصه الذرة أو تنبعث منها، يستطيع العلماء تحديد نصف قطرها الذري.
العوامل المؤثرة على نصف القطر الذري
يتأثر حجم الذرة بعدة عوامل، منها:
- شحن نووي
- التكوين الإلكترونية
- مسافة إلكترونات التكافؤ من النواة، الخ.
شحن نووي
ويسمى عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة بالعدد الذري. [1]
ومع زيادة العدد الذري، يزداد عدد البروتونات في النواة، مما يؤدي إلى زيادة الشحنة النووية.
هذه الشحنة المتزايدة تجذب الإلكترونات بقوة أكبر نحو النواة، مما يؤدي إلى نصف قطر ذري أصغر.
التكوين الإلكترونية
إن الطريقة التي يتم بها ترتيب الإلكترونات حول نواة الذرة تحدد تكوينها الإلكتروني. [2]
كلما اقتربت الإلكترونات من النواة، قل نصف القطر الذري.
الذرات التي تحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي (غلاف التكافؤ) سيكون لها نصف قطر ذري أكبر، لأن الإلكترونات تكون أبعد عن النواة وأقل انجذابًا إليها.
مسافة إلكترونات التكافؤ من النواة
تؤثر المسافة بين إلكترونات التكافؤ والنواة أيضًا على نصف القطر الذري.
مع زيادة عدد الأغلفة الإلكترونية، تتحرك إلكترونات التكافؤ بعيدًا عن النواة، مما يؤدي إلى زيادة نصف القطر الذري.
ومن المهم أن نلاحظ أن العوامل التي تؤثر على نصف القطر الذري مترابطة. على سبيل المثال، في حين أن الزيادة في الشحنة النووية ستؤدي إلى نصف قطر ذري أصغر، فإن الزيادة في عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي (غلاف التكافؤ) ستؤدي إلى نصف قطر ذري أكبر. ولذلك، فإن الحجم الكلي للذرة ينتج عن التوازن بين هذه العوامل.
لمزيد من المعلومات، يجب عليك قراءة اتجاهات نصف القطر الذري في الجدول الدوري.
ملخص
نصف القطر الذري هو حجم الذرة، ويقاس بالبيكومترات، من مركز النواة إلى الإلكترون الخارجي في السحابة الإلكترونية.
وهذا يساعدنا على فهم كيفية تفاعل الذرات وتأثيرها على خواصها الكيميائية. تُستخدم الطرق التجريبية، مثل علم البلورات بالأشعة السينية، وحيود الإلكترون، والتحليل الطيفي، لقياس نصف القطر الذري.
العوامل التي تؤثر على نصف القطر الذري هي الشحنة النووية، والتكوين الإلكتروني، والمسافة بين إلكترونات التكافؤ والنواة. هذه العوامل مترابطة وتحدد الحجم الكلي للذرة.