Warum nehmen die Atomradien von links unten nach rechts oben im Periodensystem ab?

Es treten zwei getrennte Trends auf.


EFFEKTIVE KERNLADUNG (LINKS / RECHTS)

Im Laufe einer Periode nimmt die Anzahl der Protonen und Elektronen um jeweils 1 zu #1# für jedes Element, während wir uns von links nach rechts bewegen. Es erscheint als ob keine Nettoziehungskraft erreicht wird.

Das hinzugefügte Elektron weist jedoch eine gewisse Abschirmung auf. Jedes Elektron kann die anderen effektiv vom positiven Kern abhalten. Das heißt ein effektiv weniger Die negative Ladung interagiert mit dem positiv geladenen Kern, dh die Nettoladung der Elektronen steigt langsamer an als die Nettoladung der Kerne.

Die Kernanziehung wird also von links nach rechts größer, und die Elektronen werden leichter hineingezogen.

Wir sagen, dass die effektive nukleare Ladung steigt von links nach rechts an das Periodensystem für die gleiche Reihe.

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Wir berechnen die effektive Kernladung wie folgt:

#bb(Z_(eff) = Z - S)#

where #Z_(eff)# is the effective nuclear charge, #Z# is the atomic number, and #S# is the shielding constant.

https://upload.wikimedia.org/

Per Definition:

  • #Z_(eff)# ist der durchschnittliche Anziehungskraft des Elektrons (der Elektronen) auf das Proton (die Protonen) nach Berücksichtigung der schnellen Bewegung von Elektronen und der Wand der Kernelektronen zwischen dem Kern und dem betreffenden Valenzelektronen.
  • #Z# entspricht dem Anzahl der Protonen.
  • #S# ist ein Wert basierend auf Grad der "Abschirmung" dauert ebenfalls 3 Jahre. Das erste Jahr ist das sog. Valenzelektronen aus dem positiv geladenen Kern. Für die allgemeine Chemie haben wir angenähert #S# wie die Anzahl der Kernelektronen.

Zum Beispiel vergleichen #"Mg"# und #"F"#:

#Z_(eff,Mg) ~~ 12 - (stackrel("1s electrons")overbrace(2) + stackrel("2s electrons")overbrace(2) + stackrel("2p electrons")overbrace(6)) = 2#

#Z_(eff,F) ~~ 9 - (stackrel("1s electrons")overbrace(2)) = 7#

und das haben wir #Z_(eff,F) > Z_(eff,Mg)#, also der Atomradius von #"F"# (#"42 pm"#) ist kleiner als das von #"Mg"# (#"145 pm"#). Der große Unterschied ist auch auf ein weiteres Quantenniveau zurückzuführen.

In der Regel gilt dann (neben den Übergangsmetallen) als #Z_(eff)# nimmt zu, Atomradien nehmen ab. Also seit #Z_(eff)# nimmt von links nach rechts zu, Atomradien von links nach rechts ab.

QUANTUM LEVEL (UP / DOWN)

Dies ist eine einfachere Erklärung. Jede Zeile des Periodensystems entspricht einem neuen Quantenpegel, der durch die Hauptquantenzahl bezeichnet wird #n#.

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Jedes Quantenniveau ist weiter vom Kern entfernt als das vorherige und hat eine höhere Energie. Zum Beispiel ist das der Grund, warum #3s# Bahn ist größer als die #2s# Orbital --- weil #n = 3# ist energiereicher und weiter vom Kern entfernt als #n = 2#.

Daher ist ein Element auf der gleiche Spalte aber ein neue Reihe ist automatisch größer, Weil es hat eine andere Quantenebene.

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