فهم اتجاهات نصف القطر الذري: المبدأان الأساسيان

feature_atomicradius

هل تحتاج إلى معلومات حول اتجاهات نصف القطر الذري؟ ما هو الاتجاه لنصف القطر الذري؟ في هذا الدليل، سنشرح بوضوح اتجاهات نصف القطر الذري وكيفية عملها. سنناقش أيضًا استثناءات الاتجاهات وكيف يمكنك استخدام هذه المعلومات كجزء من فهم أوسع للكيمياء.

قبل أن نتعمق في اتجاهات نصف القطر الذري، دعونا نراجع بعض المصطلحات الأساسية. الذرة هي وحدة أساسية لعنصر كيميائي، مثل الهيدروجين والهيليوم والبوتاسيوم وما إلى ذلك. ونصف القطر هو المسافة بين مركز الجسم وحافته الخارجية.

نصف القطر الذري هو نصف المسافة بين نواتي ذرتين. يتم قياس نصف القطر الذري بالبيكومترات (البيكومتر الواحد يساوي واحدًا على تريليون من المتر). يمتلك الهيدروجين (H) أصغر متوسط نصف قطر ذري عند حوالي 25 مساءً، بينما يمتلك السيزيوم (Cs) أكبر متوسط نصف قطر ذري عند حوالي 260 مساءً.

ما هي اتجاهات نصف القطر الذري؟ ما الذي يسببها؟

هناك اتجاهان رئيسيان لنصف القطر الذري. يحدث أحد اتجاهات نصف القطر الذري عندما تتحرك من اليسار إلى اليمين عبر الجدول الدوري (تتحرك خلال فترة ما)، ويحدث الاتجاه الآخر عندما تتحرك من أعلى الجدول الدوري إلى أسفل (تتحرك داخل مجموعة). يوجد أدناه جدول دوري به أسهم توضح كيفية تغير نصف القطر الذري لمساعدتك على فهم وتصور كل اتجاه نصف القطر الذري. يوجد في نهاية هذا القسم مخطط يوضح نصف القطر الذري التجريبي المقدر لكل عنصر.

ما هي أبعاد شاشة الكمبيوتر الخاص بي

بي تي إي

اتجاه نصف القطر الذري 1: انخفاض نصف القطر الذري من اليسار إلى اليمين عبر فترة ما

أول اتجاه دوري لنصف القطر الذري هو ذلك يتناقص الحجم الذري كلما تحركت من اليسار إلى اليمين خلال فترة ما. خلال فترة العناصر، يضاف كل إلكترون جديد إلى نفس الغلاف. عند إضافة إلكترون، يضاف بروتون جديد أيضًا إلى النواة، مما يمنح النواة شحنة موجبة أقوى وجاذبية نووية أكبر.

وهذا يعني أنه مع إضافة المزيد من البروتونات، تحصل النواة على شحنة موجبة أقوى والتي تجذب الإلكترونات بقوة أكبر وتسحبها بالقرب من نواة الذرة. إن سحب الإلكترونات بالقرب من النواة يجعل نصف قطر الذرة أصغر.

بمقارنة الكربون (C) بعدد ذري 6 والفلور (F) بعدد ذري 9، يمكننا أن نقول أنه بناءً على اتجاهات نصف القطر الذري، سيكون لذرة الكربون نصف قطر أكبر من ذرة الفلور نظرًا لأن البروتونات الثلاثة الإضافية التي يمتلكها الفلور سوف تسحب إلكتروناتها بالقرب من النواة وتقلص نصف قطر الفلور. وهذا صحيح؛ يبلغ متوسط نصف القطر الذري للكربون حوالي 70 ميكرومترًا بينما يبلغ متوسط نصف القطر الذري للفلور حوالي 50 ميكرومترًا.

تعيين محدد جافا

اتجاه نصف القطر الذري 2: يزداد نصف القطر الذري أثناء تحركك لأسفل مجموعة

الاتجاه الدوري الثاني لنصف القطر الذري هو ذلك يزداد نصف القطر الذري كلما تحركت للأسفل في مجموعة في الجدول الدوري. ولكل مجموعة تتحرك للأسفل، تحصل الذرة على غلاف إلكتروني إضافي. وكل قذيفة جديدة تكون أبعد عن نواة الذرة، مما يزيد من نصف القطر الذري.

في حين أنك قد تعتقد أن إلكترونات التكافؤ (تلك الموجودة في الغلاف الخارجي) سوف تنجذب إلى النواة، فإن التدريع الإلكتروني يمنع حدوث ذلك. يشير التدريع الإلكتروني إلى انخفاض الجذب بين الإلكترونات الخارجية ونواة الذرة عندما تحتوي الذرة على أكثر من غلاف إلكتروني واحد. لذا، بسبب درع الإلكترونات، لا تقترب إلكترونات التكافؤ بشكل خاص من مركز الذرة، ولأنها لا تستطيع الاقتراب إلى هذا الحد، يكون للذرة نصف قطر أكبر.

على سبيل المثال، البوتاسيوم (K) لديه متوسط نصف قطر ذري (220 م) أكبر من الصوديوم (نا) (180 م). تحتوي ذرة البوتاسيوم على غلاف إلكتروني إضافي مقارنة بذرة الصوديوم، مما يعني أن إلكترونات التكافؤ الخاصة بها أبعد عن النواة، مما يعطي البوتاسيوم نصف قطر ذري أكبر.

نصف القطر الذري التجريبي

العدد الذري	رمز	اسم العنصر	نصف القطر الذري التجريبي (مساء)
1	ح	هيدروجين	25
2	هو	هيليوم	لا تاريخ
3	الذي - التي	الليثيوم	145
4	يكون	البريليوم	105
5	ب	البورون	85
6	ج	كربون	70
7	ن	نتروجين	65
8	يا	الأكسجين	60
9	F	الفلور	خمسون
10	نعم	نيون	لا تاريخ
أحد عشر	بالفعل	صوديوم	180
12	ملغ	المغنيسيوم	150
13	الى	الألومنيوم	125
14	نعم	السيليكون	110
خمسة عشر	ص	الفوسفور	100
16	س	الكبريت	100
17	Cl	الكلور	100
18	مع	الأرجون	لا تاريخ
19	ك	البوتاسيوم	220
عشرين	الذي - التي	الكالسيوم	180
واحد وعشرين	الشوري	سكانديوم	160
22	ل	التيتانيوم	140
23	في	الفاناديوم	135
24	سجل تجاري	الكروم	140
25	من	المنغنيز	140
26	إيمان	حديد	140
27	شركة	الكوبالت	135
28	في	النيكل	135
29	مع	نحاس	135
30	الزنك	الزنك	135
31	هنا	الغاليوم	130
32	جي	الجرمانيوم	125
33	مثل	الزرنيخ	115
3. 4	هو	السيلينيوم	115
35	ر	البروم	115
36	كرونة نرويجية	كريبتون	لا تاريخ
37	روبية	الروبيديوم	235
38	ريال سعودى	السترونتيوم	200
39	و	الإيتريوم	180
40	زر	الزركونيوم	155
41	ملحوظة	النيوبيوم	145
42	شهر	الموليبدينوم	145
43	ح	التكنيتيوم	135
44	رو	الروثينيوم	130
أربعة خمسة	ر.س	الروديوم	135
46	PD	البلاديوم	140
47	في	فضة	160
48	قرص مضغوط	الكادميوم	155
49	في	الإنديوم	155
خمسون	سن	يعتقد	145
51	بينالي الشارقة	الأنتيمون	145
52	ال	التيلوريوم	140
53	أنا	اليود	140
54	سيارة	زينون	لا تاريخ
55	خدمات العملاء	السيزيوم	260
56	لا	الباريوم	215
57	ال	اللانثانم	195
58	هذا	السيريوم	185
59	العلاقات العامة	براسيوديميوم	185
60	اختصار الثاني	النيوديميوم	185
61	مساءً	البروميثيوم	185
62	ن.م	سماريوم	185
63	الاتحاد الأوروبي	اليوروبيوم	185
64	جي دي	الجادولينيوم	180
65	السل	تيربيوم	175
66	أولئك	الديسبروسيوم	175
67	ل	الهولميوم	175
68	يكون	الإربيوم	175
69	تم	الثوليوم	175
70	نعم	الإيتربيوم	175
71	لو	باريس	175
72	التردد العالي	الهافنيوم	155
73	مواجهة	التنتالوم	145
74	في	التنغستن	135
75	يكرر	الرينيوم	135
76	أنت	الأوزميوم	130
77	و	إيريديوم	135
78	نقطة	البلاتين	135
79	في	ذهب	135
80	زئبق	الزئبق	150
81	ليرة تركية	الثاليوم	190
82	الرصاص	يقود	180
83	مع	البزموت	160
84	بعد	البولونيوم	190
85	في	أستاتين	لا تاريخ
86	آر إن	رادون	لا تاريخ
87	الأب	الفرانسيوم	لا تاريخ
88	شمس	الراديوم	215
89	و	الأكتينيوم	195
90	ذ	الثوريوم	180
91	حسنًا	البروتكتينيوم	180
92	في	اليورانيوم	175
93	على سبيل المثال	نبتون	175
94	استطاع	البلوتونيوم	175
95	أكون	الأمريسيوم	175
96	سم	الكوريوم	لا تاريخ
97	بك	البركيليوم	لا تاريخ
98	راجع	كاليفورنيا	لا تاريخ
99	يكون	اينشتاينيوم	لا تاريخ
100	وزير الخارجية	فيرميوم	لا تاريخ
101	دكتوراه في الطب	مندليف	لا تاريخ
102	لا	النبيل	لا تاريخ
103	ل	لورنسيوم	لا تاريخ
104	الترددات اللاسلكية	رذرفورديوم	لا تاريخ
105	ديسيبل	دبنيوم	لا تاريخ
106	سان ج	سيبورجيوم	لا تاريخ
107	ب	بوريوم	لا تاريخ
108	النظام المنسق	هاسيوم	لا تاريخ
109	جبل	ميتنريوم	لا تاريخ
110	س	دارمشتاتيوم	لا تاريخ
111	آر جي	الرونتجينيوم	لا تاريخ
112	CN	كوبرنيكوس	لا تاريخ
113	نه	نيهونيوم	لا تاريخ
114	في	فليروفيوم	لا تاريخ
115	مولودية	موسكوفيوم	لا تاريخ
116	المستوى	ليفرموريوم	لا تاريخ
117	نهاية الخبر	تينيسين	لا تاريخ
118	و	اوغانيسون	لا تاريخ

مصدر: عناصر الويب

3 استثناءات لاتجاهات نصف القطر الذري

إن اتجاهي نصف القطر الذري اللذين ناقشناهما أعلاه ينطبقان على غالبية الجدول الدوري للعناصر. ومع ذلك، هناك استثناءات قليلة لهذه الاتجاهات.

إلحاق سلسلة في جافا

الاستثناء الوحيد هو الغازات النبيلة. الغازات النبيلة الستة، في المجموعة 18 من الجدول الدوري، هي الهيليوم (He)، والنيون (Ne)، والأرجون (Ar)، والكريبتون (Kr)، والزينون (Xe)، والرادون (Rn). تعتبر الغازات النبيلة استثناءً لأنها ترتبط بطريقة مختلفة عن الذرات الأخرى، وذرات الغاز النبيل لا تقترب من بعضها البعض عندما تترابط. لأن نصف القطر الذري يساوي نصف المسافة بين النواة اثنين الذرات، فإن مدى قرب تلك الذرات من بعضها البعض يؤثر على نصف القطر الذري.

كل غاز من الغازات النبيلة يكون غلافه الإلكتروني الخارجي مملوءًا بالكامل، مما يعني يتم تجميع ذرات الغاز النبيل المتعددة معًا بواسطة قوى فان دير فال وليس من خلال الروابط. قوى فان دير فال ليست قوية مثل الروابط التساهمية، لذا فإن الذرتين المرتبطتين بواسطة قوى فان دير فال لا تقتربان من بعضهما البعض مثل ذرتين مرتبطتين بواسطة رابطة تساهمية. وهذا يعني أن نصف قطر الغازات النبيلة سيكون مبالغًا فيه إذا حاولنا العثور على نصف قطرها التجريبي، لذلك لا يوجد لأي من الغازات النبيلة نصف قطر تجريبي، وبالتالي لا تتبع اتجاهات نصف القطر الذري.

يوجد أدناه رسم تخطيطي مبسط جدًا لأربع ذرات، جميعها بنفس الحجم تقريبًا. ترتبط الذرتان العلويتان برابطة تساهمية، مما يسبب بعض التداخل بين الذرات. الذرتان السفليتان عبارة عن ذرات غاز نبيل، وترتبطان بواسطة قوى فان دير فال التي لا تسمح للذرات بالاقتراب من بعضها البعض. تمثل الأسهم الحمراء المسافة بين النوى. نصف هذه المسافة يساوي نصف القطر الذري. كما ترون، على الرغم من أن جميع الذرات الأربع لها نفس الحجم تقريبًا، إلا أن نصف قطر الغاز النبيل أكبر بكثير من نصف قطر الذرات الأخرى. إن مقارنة نصفي القطر ستجعل ذرات الغاز النبيل تبدو أكبر، على الرغم من أنها ليست كذلك. إن تضمين نصف قطر الغاز النبيل من شأنه أن يعطي الناس فكرة غير دقيقة عن حجم ذرات الغاز النبيل. نظرًا لأن ذرات الغاز النبيل ترتبط بشكل مختلف، فلا يمكن مقارنة نصف قطرها مع نصف قطر الذرات الأخرى، لذلك فهي لا تتبع اتجاهات نصف القطر الذري.

الذرات

تشمل الاستثناءات الأخرى سلسلة اللانثانيدات وسلسلة الأكتينيدات الموجودة في أسفل الجدول الدوري. تختلف مجموعات العناصر هذه عن الكثير من بقية الجدول الدوري ولا تتبع العديد من الاتجاهات التي تتبعها العناصر الأخرى. لا تحتوي أي من السلسلتين على اتجاه نصف قطر ذري واضح.

كيفية التحقق من الأرقام المحظورة على الروبوت

كيمياء الجسم

كيف يمكنك استخدام هذه المعلومات؟

على الرغم من أنك ربما لن تحتاج إلى معرفة نصف القطر الذري للعناصر المختلفة في حياتك اليومية، إلا أن هذه المعلومات قد تكون مفيدة إذا كنت تدرس الكيمياء أو أي مجال آخر ذي صلة. بمجرد فهم كل اتجاه رئيسي لفترة نصف القطر الذري، فإنه يسهل عليك فهم المعلومات الأخرى حول العناصر.

على سبيل المثال، يمكنك أن تتذكر أن الغازات النبيلة تمثل استثناءً لاتجاهات نصف القطر الذري لأنها تحتوي على غلاف إلكتروني خارجي ممتلئ. كما أن أغلفة الإلكترون الخارجية هذه تجعل الغازات النبيلة خاملة ومستقرة. يمكن أن يكون هذا الاستقرار مفيدًا. على سبيل المثال، تمتلئ البالونات عادة بالهيليوم، وليس الهيدروجين، لأن الهيليوم أكثر استقرارًا وبالتالي أقل قابلية للاشتعال وأكثر أمانًا في الاستخدام.

يمكنك أيضًا استخدام نصف القطر الذري لتقدير مدى تفاعل العناصر المختلفة. الذرات ذات الأقطار الأصغر تكون أكثر تفاعلاً من الذرات ذات الأقطار الأكبر. الهالوجينات (في المجموعة 17) لها أصغر متوسط لنصف قطر في الجدول الدوري. يمتلك الفلور أصغر نصف قطر ذري من الهالوجينات (وهو أمر منطقي بناءً على الاتجاهات)، وهذا يجعله شديد التفاعل. مجرد إضافة الفلور إلى الماء سوف ينتج لهبًا حيث يتحول الفلور إلى غاز.

ملخص: الاتجاهات الدورية نصف القطر الذري

هناك اتجاهان رئيسيان لنصف القطر الذري. الاتجاه الدوري الأول لنصف القطر الذري هو أن نصف القطر الذري يزداد كلما تحركت للأسفل في المجموعة. هذا بسبب التدريع الإلكتروني. عند إضافة غلاف إضافي، تكون تلك الإلكترونات الجديدة أبعد عن نواة الذرة، مما يزيد من نصف القطر الذري. الاتجاه الدوري الثاني لنصف القطر الذري هو أن الحجم الذري يتناقص مع التحرك من اليسار إلى اليمين عبر الفترة لأن الشحنة الموجبة الأقوى للذرة بسبب وجود عدد أكبر من البروتونات تجذب الإلكترونات بقوة أكبر وتجذبها أقرب إلى النواة، مما يقلل من حجم الذرة.

استبدال شبيبة

هناك استثناءات قليلة لهذه الاتجاهات، أبرزها الغازات النبيلة التي لا تشكل روابط كما تفعل معظم الذرات الأخرى، وسلسلة اللانثانيدات والأكتينيدات. يمكنك استخدام هذه المعلومات لفهم الجدول الدوري بشكل أفضل، وكيفية ارتباط الذرات، ولماذا تكون بعض العناصر أكثر تفاعلاً من غيرها.

ماذا بعد؟

هل تحتاج إلى تحسين الكيمياء الجزيئية لديك؟مراجعة أنواع الهيدرات المختلفة , كيف تعمل السالبية الكهربية واستخدامات (وقيود) نموذج بور الذري.

هل تتناول الكيمياء المتقدمة وتحتاج إلى بعض المساعدة؟لدينا أدلة دراسية لـ AP Chem و IB Chemistry، بالإضافة إلى مراجعة عامة للكيمياء لطلاب المدارس الثانوية في نيويورك.

غمس إصبع قدمك في عالم الكيمياء الحيوية الرائع؟تعرف على الأنواع الستة للإنزيمات والتركيب الكيميائي للنيوكليوتيدات.