Radi atòmic

Radi atòmic

Archiu:Helium atom caps block 0 .svg

Diagrama d'un àtom d'heli, mostrant la distribució de provabilitat de la situació dels electrons per mig d'un sombreado de color gris. La barra negra que es troba en l'àngul inferior esquerre mostra l'escala del dibuix:
1 Å (ángstrom) equival a 100 pm (picómetros), que equival a 100.000 fm (femtómetros).
En el centre es pot vore (fòra d'escala) el núcleu de l'àtom, i en l'extrem superior dret es veu una ampliació del núcleu, en dos protones i dos neutrons.
L'escala indica el tamany d'un fm (femtómetro).

El radi atòmic identifica la distància mija entre dos núcleus d'un mateix element enllaçats entre sí i també es pot medir des del núcleu fins a l'últim electró. Per mig del radi atòmic és possible determinar el tamany de l'àtom.

Depenent de la definició, el terme pot aplicar-se a àtoms en matèria condensada, enllaç covalente en molèculas, o en ionizado i estat excitat; i el seu valor pot obtindre's per mig de medicions experimentals o calcular-se a partir de models teòrics. El valor del radi pot dependre de l'estat i context de l'àtom.

Els electrons no tenen òrbites definides ni tampoc rancs clarament definits. Més be, les seues posicions deuen descriure's com distribució de provabilitat que disminuïxen gradualment a mida que un s'allunta del núcleu, sense un llímit agut; estos es denominen orbitales atòmics o núvols d'electrons. Ademés, en la matèria condensada i les molècules, els núvols d'electrons dels àtoms generalment se superponen fins a cert punt, i alguns dels electrons poden vagar per una gran regió que comprén dos o més àtoms.

Segons la majoria de les definicions, els radis dels àtoms neutres aïllats oscilen entre 30 i 300 pm (trillonésimas de metro), o entre 0,3 i 3 ångströms. Per lo tant, el radi d'un àtom és més de 10 000 voltes el ràdio del seu núcleu (1-10 fm), i menys d'1/1000 de la llongitut d'ona de la llum visible (400-700 nm).

La forma aproximada d'una molècula d'etanol, CH₃CH₂OH. Cada àtom està modelat per una esfera en el ràdio de Van der Waals de l'element

Para molts propòsits, els àtoms poden modelar-se com a esferes. Açò és només una aproximació burda, pero pot proporcionar explicacions quantitatives i prediccions per a molts fenomens, tals com la densitat de líquits i sòlits, la difusió de decorreguts a través de tamisos moleculars, la disposició dels àtoms i els ions en cristales, i el tamany i forma de les molècules.

En 1920, poc en acabant de que ya era possible determinar els tamanys dels àtoms utilisant la difracció de rajos X, es va sugerir que tots els àtoms d'un mateix element tenen el mateix radi. No obstant, en 1923, quan va haver més senyes disponibles, es va determinar que l'aproximació d'un àtom com una esfera no es manté necessàriament quan es compara el mateix àtom en cristals en diferents estructures.

Història

En 1920, poc en acabant de que fora possible determinar els tamanys dels àtoms per mig de cristalografia de rajos X, es va sugerir que tots els àtoms d'un mateix element tenen els mateixos radis. No obstant, en 1923, quan es va dispondre de més senyes sobre cristals, es va descobrir que l'aproximació d'un àtom com una esfera no es manté necessàriament quan es compara el mateix àtom en diferents estructures cristalines.

Definicions

Erro al crear miniatura:

Forma aproximada d'una molècula d'etanol, CH₃CH₂OH. Cada àtom és representat per una esfera en el ràdio de Van der Waals corresponent a l'element (còdic de colors usual: carbono en negre; oxigen en roig; hidrogen en blanc).

Definicions àmpliament usades de radi atòmic inclouen:

• Ràdio de Van der Waals: en principi, la mitat de la distància mínima entre els núcleus de dos àtoms de l'element que no estan vinculats a la mateixa molècula.
• Radi iònic: el radi nominal dels ions d'un element en un estat de ionisació específica, deduïda a partir de la separació dels núcleus atòmics en sals cristalines que inclouen el ion. En principi, la separació entre dos ions de càrrega oposta adjacents deu ser igual a la suma dels seus radis iònics.
• Ràdio covalente: el radi nominal dels àtoms d'un element quan tenen enllaç covalente en atres àtoms, com es deduïx de la separació entre els núcleus atòmics en les molècules. En principi, la distància entre dos àtoms que estan units l'u a l'atre en una molècula (la llongitut d'eixe enllaç covalente) deu ser igual a la suma de les seues ràdios covalente.
• Radi metàlic: el radi nominal d'àtoms d'un element quan s'unixen a atres àtoms per enllaç metàlic.^{cita requerida}
• Ràdio de Bohr: el radi de l'òrbita de l'electró de menor energia predit pel model atòmic de Bohr. És aplicable únicament als àtoms i ions en un sol electró, com el hidrogen, heli simplement ionizado, i positronio. Encara que el model en sí ya està obsolet, el radi de Bohr per a l'àtom d'hidrogen es considera una constant física important.