Sự khác biệt chính - Bán kính nguyên tử và Bán kính ion

Nguyên tử là khối cấu tạo của vật chất. Tất cả vật chất đều được cấu tạo bởi các nguyên tử. Các nguyên tử này có thể được chuyển đổi thành ion bằng cách thêm một hoặc nhiều điện tử từ bên ngoài. Vì nguyên tử và ion là cấu trúc 3D hình tròn, chúng ta có thể đo bán kính của nguyên tử hoặc ion. Nhưng nó không phải là một nhiệm vụ dễ dàng thực hiện. Bởi vì một nguyên tử hoặc ion được cấu tạo bởi các electron đang chuyển động. Bán kính nguyên tử là khoảng cách giữa hạt nhân của nguyên tử và ranh giới của đám mây electron của nó. Bán kính ion là bán kính của ion nguyên tử. Bán kính của ion có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn bán kính của nguyên tử, tùy thuộc vào điện tích của ion. Sự khác biệt chính giữa bán kính nguyên tử và bán kính ion là bán kính nguyên tử đó là bán kính của nguyên tử trung hòa trong khi bán kính ion là bán kính của nguyên tử mang điện.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Bán kính nguyên tử là gì - Định nghĩa, Xu hướng trong Bảng tuần hoàn 2. Bán kính Ionic là gì - Định nghĩa, Xu hướng trong Bảng tuần hoàn 3. Sự khác biệt giữa bán kính nguyên tử và bán kính ion - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Bán kính nguyên tử, Nguyên tử, Vỏ electron, Bán kính ion, Các ion

Bán kính nguyên tử là gì

Bán kính nguyên tử là khoảng cách từ hạt nhân của nguyên tử đến ranh giới của nó trong đám mây electron. Nói cách khác, đó là khoảng cách từ hạt nhân đến electron xa nhất thuộc về nguyên tử đó. Bán kính nguyên tử chỉ có thể được xác định cho các nguyên tử cô lập và trung tính.

Khi xem xét bảng tuần hoàn các nguyên tố, có một mẫu về bán kính nguyên tử của các nguyên tố. Trong một chu kỳ của bảng tuần hoàn, số hiệu nguyên tử giảm dần. Các nguyên tố trong cùng chu kì có cùng số lớp electron. Nếu số lượng êlectron có mặt càng nhiều thì lực hút giữa các êlectron và hạt nhân cũng cao. Trong khoảng thời gian đầu, số electron có mặt ở obitan ngoài cùng ít hơn. Khi đó lực hút từ hạt nhân nhỏ hơn. Do đó, nguyên tử lớn thì bán kính nguyên tử cũng lớn. Nhưng khi chuyển động theo chu kỳ, số proton trong hạt nhân tăng lên cùng với số electron có trong nguyên tử. Do đó, lực hút giữa êlectron và hạt nhân lớn. Nó làm cho kích thước của nguyên tử thu nhỏ lại; khi đó bán kính nguyên tử giảm dần. Tương tự như vậy, khi chuyển động theo chu kỳ, kích thước của nguyên tử giảm dần, bán kính nguyên tử cũng vậy.

Hình 1: So sánh kích thước nguyên tử

Khi chuyển xuống một nhóm của bảng tuần hoàn các nguyên tố, bán kính nguyên tử tăng lên. Cứ sau mỗi chu kì, nguyên tử lại thêm vào một lớp vỏ electron. Do đó, khi di chuyển xuống nhóm, kích thước của nguyên tử được tăng lên. Bán kính nguyên tử cũng tăng lên.

Nhưng trong các nguyên tố khối d, bán kính nguyên tử của nguyên tử hai nguyên tố kề nhau trong cùng chu kì không có sự chênh lệch cao hơn. Điều này là do các electron ở đây được thêm vào cùng một quỹ đạo d được định vị như một quỹ đạo bên trong. Vì lớp vỏ ngoài cùng không đổi nên bán kính nguyên tử của các nguyên tố đó không có sự khác biệt đáng kể.

Bán kính Ionic là gì

Bán kính ion là bán kính của ion nguyên tử. Các ion không thể tồn tại một mình. Nếu nó là một ion tích điện dương, nó sẽ phản ứng với một ion mang điện tích âm (hoặc ngược lại) và trở thành một hợp chất trung tính ổn định. Hợp chất này được gọi là hợp chất ion vì nó được tạo ra từ các thành phần ion. Một hợp chất ion được tạo thành từ các cation và anion. Cation có kích thước nhỏ hơn vì một cation được hình thành bằng cách loại bỏ một hoặc nhiều electron khỏi nguyên tử. Anion lớn vì nó có thêm các điện tử bị đẩy bởi hạt nhân, dẫn đến tăng khoảng cách giữa hạt nhân và điện tử xa nhất của đám mây điện tử.

Cách chính xác nhất để tìm bán kính ion là chia khoảng cách giữa hai hạt nhân của hai ion theo kích thước của chúng. Ví dụ, nếu một hợp chất ion bao gồm một cation và một anion có kích thước nguyên tử lớn hơn ba lần, thì khoảng cách giữa hai hạt nhân phải được chia cho 4 để thu được bán kính cation.

Hình 2: Bán kính nguyên tử và ion của một số nguyên tố

Các ion của cùng một nguyên tố hóa học có thể được tìm thấy ở các kích thước khác nhau tùy theo điện tích của chúng. Phương pháp phổ biến nhất để tìm bán kính ion là tinh thể học tia X. Tương tự như trong bán kính nguyên tử, bán kính ion cũng có xu hướng trong bảng tuần hoàn. Khi chúng ta di chuyển xuống một nhóm trong bảng tuần hoàn, bán kính ion sẽ tăng lên. Điều này là do một lớp vỏ electron mới được thêm vào mỗi khoảng thời gian khi chúng ta đi xuống một nhóm. Trong một chu kỳ, bán kính ion giảm dần do lực hút dương hiệu dụng từ hạt nhân tăng dần.

Sự khác biệt giữa bán kính nguyên tử và bán kính ion

Sự định nghĩa

Bán kính nguyên tử: Bán kính nguyên tử là bán kính của nguyên tử trung hoà.

Bán kính ion: Bán kính ion là bán kính của ion nguyên tử.

Phép tính

Bán kính nguyên tử: Bán kính nguyên tử có thể được tính bằng khoảng cách từ hạt nhân nguyên tử đến ranh giới của đám mây electron.

Bán kính ion: Bán kính ion có thể được tính bằng cách chia khoảng cách giữa hai hạt nhân của hai ion theo kích thước của chúng.

Kích thước

Bán kính nguyên tử: Các nguyên tử trung hoà của cùng một nguyên tố có cùng kích thước nên bán kính nguyên tử bằng nhau.

Bán kính ion: Các cation có bán kính nguyên tử nhỏ hơn bán kính của các anion.

Sự quyết tâm

Bán kính nguyên tử: Bán kính nguyên tử được xác định khi xét các nguyên tử ở thể khí trung hòa của các nguyên tố hóa học.

Bán kính ion: Bán kính ion được xác định khi xem xét các cation và anion có trong liên kết ion (trong các hợp chất ion).

Phần kết luận

Bán kính nguyên tử và bán kính ion của các nguyên tố hóa học có xu hướng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố. Sự tăng hoặc giảm kích thước nguyên tử hoặc ion dọc theo một chu kỳ hoặc giảm một nhóm của bảng tuần hoàn có thể được giải thích bằng cách sử dụng cấu hình electron của các nguyên tố. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể giữa bán kính nguyên tử và bán kính ion. Sự khác biệt chính giữa bán kính nguyên tử và bán kính ion là bán kính nguyên tử là bán kính của nguyên tử trung hòa trong khi bán kính ion là bán kính của nguyên tử mang điện.

Người giới thiệu:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Đây là Xu hướng Bán kính Ionic tuân theo trong Bảng tuần hoàn.” ThoughtCo, có sẵn tại đây. Truy cập ngày 21 tháng 9 năm 2017. 2. Libretexts. "Bán kính nguyên tử." Hóa học LibreTexts, Libretexts, ngày 7 tháng 9 năm 2017, Có sẵn tại đây. Truy cập ngày 21 tháng 9 năm 2017.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Bán kính nguyên tử & ion” của Popnose - Công việc riêng (bán kính ion từ RD Shannon (1976). “Bán kính ion hiệu dụng đã sửa đổi và các nghiên cứu hệ thống về khoảng cách giữa các nguyên tử trong halogenua và chalcogenide”. Acta Cryst A32: 751–767. DOI: 10.1107 / S0567739476001551.) (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia 2. ”Kích thước nguyên tử so sánh” của CK-12 Foundation (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia