Definiția și tendința razei ionice

rază ionică (plural: raze ionice) este măsura ionului unui atom dintr-o rețea de cristal. Este la jumătatea distanței dintre doi ioni care abia se ating între ei. Deoarece granița electronică a unui atom este oarecum confuză, ionii sunt adesea tratați ca și cum ar fi sferi solizi fixați într-o rețea.

Raza ionică poate fi mai mare sau mai mică decât raza atomică (raza unui atom neutru a unui element), în funcție de sarcina electrică a ionului. Cationii sunt de obicei mai mici decât atomii neutri, deoarece un electron este îndepărtat, iar electronii rămași sunt atrași mai strâns spre nucleu. Un anion are un electron suplimentar, care mărește dimensiunea norului de electroni și poate face raza ionică mai mare decât raza atomică.

Valorile pentru raza ionică sunt dificil de obținut și tind să depindă de metoda folosită pentru a măsura dimensiunea ionului. O valoare tipică pentru o rază ionică ar fi de la 30 picometri (pm și echivalent cu 0,3 Angstroms Å) până la 200 pm (2 Å). Raza ionică poate fi măsurată folosind cristalografia cu raze X sau tehnici similare.

Tendință de rază ionică în tabelul periodic

Raza ionică și raza atomică urmăresc aceleași tendințe în tabelul periodic:

• Pe măsură ce vă deplasați de sus în jos, o rază ionică de grup (coloană) crește. Acest lucru se datorează faptului că se adaugă o nouă coajă de electroni în timp ce coborâți în jos tabelul periodic. Aceasta crește dimensiunea totală a atomului.
• Pe măsură ce treceți de la stânga la dreapta printr-o perioadă de timp (rând), raza ionică scade. Chiar dacă dimensiunea nucleului atomic crește odată cu numerele atomice mai mari care se deplasează într-o perioadă, raza ionică și atomică scade. Acest lucru se datorează faptului că forța pozitivă efectivă a nucleului crește de asemenea, atrăgând mai strâns electronii. Tendința este deosebit de evidentă cu metalele, care formează cationi. Acești atomi își pierd cel mai extern electron, rezultând uneori pierderea unei întregi cochilii de electroni. Raza ionică a metalelor de tranziție într-o perioadă nu se schimbă însă foarte mult de la un atom la altul aproape de începutul unei serii.

Variații în raza ionică

Nici raza atomică, nici raza ionică a unui atom nu sunt o valoare fixă. Configurația sau stivuirea atomilor și ionilor afectează distanța dintre nucleele lor. Cochilii de electroni ai atomilor se pot suprapune între ei și o fac pe distanțe diferite, în funcție de circumstanțe.

Raza atomică „abia atingătoare” este uneori numită raza van der Waals, deoarece atracția slabă a forțelor van der Waals guvernează distanța dintre atomi. Acesta este tipul de rază raportată frecvent pentru atomii de gaze nobile. Când metalele sunt legate covalent între ele într-o rețea, raza atomică poate fi denumită rază covalentă sau raza metalică. Distanța dintre elementele nemetalice poate fi denumită și raza covalentă.

Când citiți un grafic cu valorile razei ionice sau ale razei atomice, cel mai probabil veți vedea un amestec de raze metalice, raze covalente și raze van der Waals. În cea mai mare parte, diferențele minuscule dintre valorile măsurate nu ar trebui să fie o problemă. Ceea ce este important este înțelegerea diferenței dintre raza atomică și ionică, tendințele din tabelul periodic și motivul tendințelor.