Amaliy№8 Mavzu; Keramik kristall panjara yacheykasidagi anion va kation radiuslarini nisbatlarini aniqlash Ion radiusi

AMALIY№8
Mavzu; Keramik kristall panjara yacheykasidagi anion va kation radiuslarini nisbatlarini aniqlash


Ion radiusi- ion-kationlar va ion-anionlar hajmini tavsiflovchi Å qiymati; ionli birikmalardagi atomlararo masofalarni hisoblash uchun ishlatiladigan sferik ionlarning xarakterli kattaligi. Ion radiusi tushunchasi ionlarning o'lchamlari ular kiradigan molekulalarning tarkibiga bog'liq emas degan taxminga asoslanadi. Bunga elektron qobiqlarning soni va kristall panjaradagi atomlar va ionlarning qadoqlash zichligi ta'sir qiladi.
Ionning kattaligi ko'‘ omillarga bog'liq. Doimiy ion zaryadi bilan, tartib raqamining ortishi bilan (va, demak, yadro zaryadi) ion radiusi kamayadi. Bu, ayniqsa, lantanidlar qatorida yaqqol seziladi, bunda ion radiusi (La3+) uchun 117 ‘m dan 100 ‘m (Lu3+) gacha 6 koordinatsion sonda monoton ravishda o'zgaradi. Bu ta'sir lantanid siqish deyiladi.
Elementlar guruhlarida ion radiusi odatda ortib borayotgan seriya raqami bilan ortadi. Biroq, to'rtinchi va beshinchi davrlarning d-elementlari uchun lantanidlarning siqilishi tufayli hatto ion radiusining pasayishi ham sodir bo'lishi mumkin (masalan, Zr4 + uchun soat 73 dan Hf4 + uchun 72 ‘m gacha koordinatsiya soni 4 ga teng). .
Davrda ion radiusida sezilarli pasayish kuzatiladi, elektronlarning yadroga tortilishining kuchayishi bilan bir vaqtda yadro zaryadi va ionning o'zi zaryadining oshishi bilan bog'liq: Na + uchun 116 ‘m, 86 Mg2 + uchun ‘m, Al3 + uchun 18:00 (koordinatsiya raqami 6). Xuddi shu sababga ko'ra, ion zaryadining oshishi bitta element uchun ion radiusining pasayishiga olib keladi: Fe2 + 77 ‘m, Fe3 + 63 ‘m, Fe6 + 39 ‘m (muvofiqlashtirish raqami 4).
Ion radiuslarini solishtirish faqat bir xil koordinatsion raqam uchun amalga oshirilishi mumkin, chunki u qarshi ionlar orasidagi itaruvchi kuchlar tufayli ion hajmiga ta'sir qiladi. Bu Ag + ioni misolida yaqqol ko'rinadi; uning ion radiusi mos ravishda 2, 4 va 6 koordinatsion raqamlar uchun 81, 114 va 129 ‘m.
Ideal ionli birikmaning tuzilishi, farqli o'laroq ionlar orasidagi maksimal tortishish va o'xshash ionlarning minimal itarilishi tufayli, asosan, kationlar va anionlarning ion radiuslari nisbati bilan belgilanadi. Buni oddiy geometrik konstruktsiyalar bilan ko'rsatish mumkin.
Ion radiusi ko'‘lab omillarga bog'liq, masalan, yadroning zaryadi va hajmi, elektron qobig'idagi elektronlar soni va uning Kulon o'zaro ta'siri tufayli zichligi. 1923 yildan boshlab bu tushuncha samarali ion radiuslari sifatida tushuniladi. Goldshmidt, Ahrens, Bokiy va boshqalar ion radiuslari tizimini yaratdilar, ammo ularning barchasi sifat jihatidan bir xil, ya'ni ulardagi kationlar, qoida tariqasida, anionlardan ancha kichik (Rb +, Cs +, Ba 2+ va O 2- va F-ga nisbatan Ra 2+). Ko'‘gina tizimlarda boshlang'ich radius uchun K + = 1,33 Å radiusning o'lchami olindi, qolganlari kimyo turi bo'yicha ionli deb hisoblangan geteroatomik birikmalardagi atomlararo masofalardan hisoblab chiqilgan. aloqa. 1965 yilda AQShda (Vaber, Grower) va 1966 yilda SSSRda (Bratsev) ionlarning o'lchamlarini kvant-mexanik hisoblash natijalari e'lon qilindi, bu esa kationlarning, aslida, mos keladiganidan kichikroq o'lchamga ega ekanligini ko'rsatdi. atomlar va anionlar mos keladigan atomlardan deyarli farq qilmaydi. Bu natija elektron qobiqlarning tuzilishi qonunlariga mos keladi va samarali ion radiuslarini hisoblashda qabul qilingan dastlabki ‘ozitsiyalar noto'g'ri ekanligini ko'rsatadi. Orbital ion radiuslari atomlararo masofalarni baholash uchun mos emas, ikkinchisi ion-atomik radiuslar tizimi asosida hisoblanadi.
Jismoniy mohiyatni hisobga olgan holda davriy qonun shundan kelib chiqadi elementlarning kimyoviy xossalarining davriy o'zgarishi bilan bog'langan elektron tuzilma to'lqin mexanikasi qonunlariga ko'ra, davriy ravishda o'zgarib turadigan atomlar. Elementlarning kimyoviy xossalarining barcha davriy o'zgarishlari, shuningdek, oddiy va murakkab moddalarning turli xossalarining o'zgarishi atom orbitallarining xossalari bilan bog'liq.
6-jadvalda keltirilgan ma'lumotlarni tahlil qilishdan kelib chiqadigan navbatdagi eng muhim xulosa tashqi energiya sathlarini elektronlar bilan to'ldirish tabiatining davriy o'zgarishi to'g'risidagi xulosadir. elementlarning kimyoviy xossalarining davriy o'zgarishi va ularning aloqalari.
Atom radiusi - bu atom yadrosini o'z ichiga olgan sfera radiusi va yadroni o'rab turgan butun elektron buluti zichligining 95% ni tashkil qiladi. Bu shartli tushuncha, chunki atomning elektron buluti aniq chegaraga ega emas, atomning o'lchamini aniqlashga imkon beradi.
Turli xil kimyoviy elementlarning atom radiuslarining raqamli qiymatlari kimyoviy bog'lanishlar uzunligini tahlil qilish orqali eks’erimental ravishda to’iladi, ya'ni. o'zaro bog'langan atomlarning yadrolari orasidagi masofa. Atom radiuslari odatda nanometrlarda (nm), 1 nm = 10 –9 m, ‘ikometrlarda (‘m), 1 ‘m = 10 –12 m yoki angstromlarda (A), 1 A = 10 –10 m da ifodalanadi.
Atom radiuslarining Z atom yadrosining zaryadiga bog'liqligi davriy xususiyatga ega. Kimyoviy elementlarning davriy tizimining bir davri ichida D.I. Mendeleev, gidroksidi metall atomining atom radiusining eng katta qiymati. Bundan tashqari, Z ning ortishi bilan radiusning qiymati pasayadi, VIIA guruh elementi atomida minimal darajaga etadi, so'ngra inert gaz atomida keskin ortadi, keyin esa ishqoriy metall atomida undan ham ko'‘roq. keyingi davr.