Phương pháp so sánh bán kính nguyên tử và ion

Bán kính nguyên tử

Bán kính nguyên tử của một nguyên tố hóa học là kích thước nguyên tử của nguyên tố đó, thường là khoảng cách trung bình tính từ tâm của hạt nhân nguyên tử đến ranh giới ngoài cùng của đám mây electron. Vì ranh giới này không phải là một thực thể vật lý được xác định rõ ràng, nên có nhiều định nghĩa không tương đồng về bán kính nguyên tử. Bán kính nguyên sử dụng phổ biến về bán kính nguyên tử là bán kính Van der Waals, bán kính ion, và bán kính cộng hóa trị tương ứng với 3 kiểu liên kết hóa học.

+ Trong một chu kì: Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân [đi từ trái sang phải] trong một chu kỳ thì bán kính nguyên tử giảm:

Lý do: Khi đi từ nguyêntố nọ đến nguyêntố kia điệntích hạt nhântăng thêm một đơn vị, electrontăng thêm được điền vào lớp n đang được xây dựng dở [các nguyên tố trong cùng một chu kì có cùng số lớp electron]

=> Lực hút giữa hạtnhân với các electron lớp ngoài cùng cũng tăng theo.

=> Bán kính nguyên tử nói chung giảm dần

Nguyên tố có bán kính nguyên tử lớn nhất là K

Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân [đi từ trái sang phải] trong một chu kỳ thì bán kính nguyên tử giảm:

Nguyên tố có bán kính nguyên tử nhỏ nhất là N, nguyên tố có bán kính lớn nhất là K

Bán kính ion nguyên tử

Bán kính ion nguyên tử là khoảng cách giữa hạt nhân và electron ở lớp vỏ ngoài cùng của ion.

Khi một điện tử được thêm vào nguyên tử, tạo thành anion, điện tử được thêm vào sẽ đẩy các điện tử khác, dẫn đến tăng kích thước của nguyên tử. Khoảng cách giữa 2 hạt nhân của cation và anion ở trong tinh thể bằng tổng bán kính nguyên tử của cation và anion. Bằng thực nghiệm, khoảng cách giữa các cation và anion của một loạt các tinh thể ion [bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, phổ vi sóng, …] người ta có thể xác định được bán kính của các ion riêng biệt.

.Để so sánh được chính xác [ở mức độ lý thuyết] chúng ta cần chú ý và quan tâm tới lớp vỏ nguyên tử và điện tích của hạt nhân để có căn cứ so sánh.

+ Số lớp electron tăng thì bán kinh nguyên tử tăng [tỉ lệ thuận với bán kính]

+ Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính nguyên tử càng giảm [tỉ lệ nghịch với bán kính]

- Bán kính của các cation bao giờ cũng nhỏ hơn bán kính của các nguyên tử tương ứng. Giải thích:Khi electron bị mất đi thì không còn tương tác đẩy của nó với các electron khác và các electron còn lại trong nguyên tử bị hút mạnh hơn về phía hạt nhân => làm cho bán kính ion bị co lại. Sự giảm kích thước của ion đặc biệt lớn khi cả lớp electron ngoài cùng bị mất đi

- Bán kính của các anion bao giờ cũng lớn hơn bán kính của các nguyên tử tương ứng. Khi nguyên tử biến thành anion, electron nhận thêm vào làm tăng tương tác đẩy electron – electron => làm cho kích thước ion tăng thêm.

- Nguyên tố nào có giá trị cao nhất Bán kính ion Francium

Bán kính nguyên tử tăng từ trên xuống dưới trong một nhóm và giảm từ trái sang phải trong một chu kỳ.

Do đó, helium là nguyên tố nhỏ nhất, và franxi là nguyên tố lớn nhất.