| Типы радиусов |
|---|
Ковалентный радиус , г СОУ , является мерой размера с атомом , который является частью одного ковалентной связи . Обычно он измеряется либо в пикометрах (пм), либо в ангстремах (Å), причем 1 Å = 100 пм.
В принципе, сумма двух ковалентных радиусов должна равняться длине ковалентной связи между двумя атомами, R (AB) = r (A) + r (B). Кроме того, можно ввести разные радиусы для одинарных, двойных и тройных связей (r 1 , r 2 и r 3 ниже) в чисто рабочем смысле. Эти отношения, конечно, не точны, потому что размер атома не постоянен, а зависит от его химического окружения. Для гетероатомных связей A – B могут входить ионные члены. Часто полярные ковалентные связикороче, чем можно было бы ожидать, исходя из суммы ковалентных радиусов. Табличные значения ковалентных радиусов являются либо средними, либо идеализированными значениями, которые, тем не менее, показывают определенную переносимость между различными ситуациями, что делает их полезными.
Длины связей R (AB) измеряют методом дифракции рентгеновских лучей (реже - дифракции нейтронов на молекулярных кристаллах ). Вращательная спектроскопия также может дать очень точные значения длин связей. Для гомоядерных связей A – A Линус Полинг принял ковалентный радиус равным половине длины одинарной связи в элементе, например R (H – H, в H 2 ) = 74,14 пм, так что r cov(H) = 37,07 пм: на практике обычно получают среднее значение из множества ковалентных соединений, хотя разница обычно невелика. Сандерсон недавно опубликовал набор неполярных ковалентных радиусов для элементов основной группы [1], но наличие больших наборов длин связей, которые более переносимы , из Кембриджской кристаллографической базы данных [2] [3] сделали ковалентные радиусы устарели во многих ситуациях.
Средние радиусы [ править ]
Значения в таблице ниже основаны на статистическом анализе более 228 000 экспериментальных длин связей из Кембриджской структурной базы данных. [4] Для углерода приведены значения для различных гибридизаций орбиталей.
| ЧАС | Он | |||||||||||||||||
| 1 | 2 | |||||||||||||||||
| 31 (5) | 28 год | |||||||||||||||||
| Ли | Быть | B | C | N | О | F | Ne | |||||||||||
| 3 | 4 | Радиус ( стандартное отклонение ) / пм | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||||||||||
| 128 (7) | 96 (3) | 84 (3) | пр 3 76 (1) пр 2 73 (2) пр 69 (1) | 71 (1) | 66 (2) | 57 (3) | 58 | |||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | п | S | Cl | Ar | |||||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||
| 166 (9) | 141 (7) | 121 (4) | 111 (2) | 107 (3) | 105 (3) | 102 (4) | 106 (10) | |||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | В качестве | Se | Br | Kr | |
| 19 | 20 | 21 год | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 год | 27 | 28 год | 29 | 30 | 31 год | 32 | 33 | 34 | 35 год | 36 | |
| 203 (12) | 176 (10) | 170 (7) | 160 (8) | 153 (8) | 139 (5) | LS 139 (5) HS 161 (8) | LS 132 (3) HS 152 (6) | LS 126 (3) HS 150 (7) | 124 (4) | 132 (4) | 122 (4) | 122 (3) | 120 (4) | 119 (4) | 120 (4) | 120 (3) | 116 (4) | |
| Руб. | Sr | Y | Zr | Nb | Пн | Tc | RU | Rh | Pd | Ag | CD | В | Sn | Sb | Te | я | Xe | |
| 37 | 38 | 39 | 40 | 41 год | 42 | 43 год | 44 год | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | |
| 220 (9) | 195 (10) | 190 (7) | 175 (7) | 164 (6) | 154 (5) | 147 (7) | 146 (7) | 142 (7) | 139 (6) | 145 (5) | 144 (9) | 142 (5) | 139 (4) | 139 (5) | 138 (4) | 139 (3) | 140 (9) | |
| CS | Ба | * | Лу | Hf | Та | W | Re | Операционные системы | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Би | По | В | Rn |
| 55 | 56 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 год | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | |
| 244 (11) | 215 (11) | 175 (10) | 187 (8) | 170 (8) | 162 (7) | 151 (7) | 144 (4) | 141 (6) | 136 (5) | 136 (6) | 132 (5) | 145 (7) | 146 (5) | 148 (4) | 140 (4) | 150 | 150 | |
| Пт | Ра | ** | ||||||||||||||||
| 87 | 88 | |||||||||||||||||
| 260 | 221 (2) | |||||||||||||||||
| * | Ла | Ce | Pr | Nd | Вечера | См | Европа | Б-г | Tb | Dy | Хо | Э | Тм | Yb | ||||
| 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | |||||
| 207 (8) | 204 (9) | 203 (7) | 201 (6) | 199 | 198 (8) | 198 (6) | 196 (6) | 194 (5) | 192 (7) | 192 (7) | 189 (6) | 190 (10) | 187 (8) | |||||
| * | Ac | Чт | Па | U | Np | Пу | Являюсь | См | ||||||||||
| 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | |||||||||||
| 215 | 206 (6) | 200 | 196 (7) | 190 (1) | 187 (1) | 180 (6) | 169 (3) | |||||||||||
Радиусы для нескольких связей [ править ]
Другой подход состоит в том, чтобы согласовать все элементы в меньшем наборе молекул. Это было сделано отдельно для одинарных, [5] двойных, [6] и тройных связей [7] вплоть до сверхтяжелых элементов. Использовались как экспериментальные, так и расчетные данные. Результаты одинарной связи часто аналогичны результатам Cordero et al. [4] Если они разные, используемые координационные числа могут быть разными. Это особенно верно для большинства (d и f) переходных металлов. Обычно ожидается, что r 1 > r 2 > r 3. Отклонения могут возникать для слабых кратных связей, если различия лиганда больше, чем различия R в используемых данных.
Обратите внимание, что элементы с атомным номером до 118 ( оганессон ) в настоящее время получены экспериментально и что химические исследования все чаще проводятся. Тот же самосогласованный подход был использован для подбора тетраэдрических ковалентных радиусов для 30 элементов в 48 кристаллах с точностью до субпикометра. [8]
| ЧАС | Он | |||||||||||||||||
| 1 | 2 | |||||||||||||||||
| 32 - - | 46 - - | |||||||||||||||||
| Ли | Быть | B | C | N | О | F | Ne | |||||||||||
| 3 | 4 | Радиус / пм : | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||||||||||
| 133 124 - | 102 90 85 | одинарная облигация двойная связь тройная связь | 85 78 73 | 75 67 60 | 71 60 54 | 63 57 53 | 64 59 53 | 67 96 - | ||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | п | S | Cl | Ar | |||||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||
| 155 160 - | 139 132 127 | 126 113 111 | 116 107 102 | 111 102 94 | 103 94 95 | 99 95 93 | 96 107 96 | |||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | В качестве | Se | Br | Kr | |
| 19 | 20 | 21 год | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 год | 27 | 28 год | 29 | 30 | 31 год | 32 | 33 | 34 | 35 год | 36 | |
| 196 193 - | 171 147 133 | 148 116 114 | 136 117 108 | 134 112 106 | 122 111 103 | 119 105 103 | 116 109 102 | 111 103 96 | 110 101 101 | 112 115 120 | 118 120 - | 124 117 121 | 121 111 114 | 121 114 106 | 116 107 107 | 114 109 110 | 117 121 108 | |
| Руб. | Sr | Y | Zr | Nb | Пн | Tc | RU | Rh | Pd | Ag | CD | В | Sn | Sb | Te | я | Xe | |
| 37 | 38 | 39 | 40 | 41 год | 42 | 43 год | 44 год | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | |
| 210 202 - | 185 157 139 | 163 130 124 | 154 127 121 | 147 125 116 | 138 121 113 | 128 120 110 | 125 114 103 | 125 110 106 | 120 117 112 | 128 139 137 | 136 144 - | 142 136 146 | 140 130 132 | 140 133 127 | 136 128 121 | 133 129 125 | 131 135 122 | |
| CS | Ба | * | Лу | Hf | Та | W | Re | Операционные системы | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Би | По | В | Rn |
| 55 | 56 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 год | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | |
| 232 209 - | 196 161 149 | 162 131 131 | 152 128 122 | 146 126 119 | 137 120 115 | 131 119 110 | 129 116 109 | 122 115 107 | 123 112 110 | 124 121 123 | 133 142 - | 144 142 150 | 144 135 137 | 151 141 135 | 145 135 129 | 147 138 138 | 142 145 133 | |
| Пт | Ра | ** | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Ур. | Ц | Og |
| 87 | 88 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | |
| 223 218 - | 201 173 159 | 161 141 - | 157 140 131 | 149 136 126 | 143 128 121 | 141 128 119 | 134 125 118 | 129 125 113 | 128 116 112 | 121 116 118 | 122 137 130 | 136 - - | 143 - - | 162 - - | 175 - - | 165 - - | 157 - - | |
| * | Ла | Ce | Pr | Nd | Вечера | См | Европа | Б-г | Tb | Dy | Хо | Э | Тм | Yb | ||||
| 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | |||||
| 180 139 139 | 163 137 131 | 176 138 128 | 174 137 | 173 135 | 172 134 | 168 134 | 169 135 132 | 168 135 | 167 133 | 166 133 | 165 133 | 164 131 | 170 129 | |||||
| ** | Ac | Чт | Па | U | Np | Пу | Являюсь | См | Bk | Cf | Es | FM | Мкр | Нет | ||||
| 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | |||||
| 186 153 140 | 175 143 136 | 169 138 129 | 170 134 118 | 171 136 116 | 172 135 | 166 135 | 166 136 | 168 139 | 168 140 | 165 140 | 167 | 173 139 | 176 | |||||
См. Также [ править ]
- Атомные радиусы элементов (страница данных)
- Энергия ионизации
- Электронное сродство
- Электронная конфигурация
- Периодическая таблица
Ссылки [ править ]
- ^ Сандерсон, RT (1983). «Электроотрицательность и энергия связи». Журнал Американского химического общества . 105 (8): 2259–2261. DOI : 10.1021 / ja00346a026 .
- ^ Аллен, FH; Kennard, O .; Watson, DG; Brammer, L .; Орпен, АГ; Тейлор, Р. (1987). «Таблица длин связей, определенных с помощью рентгеновской дифракции и нейтронной дифракции». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (12): S1 – S19. DOI : 10.1039 / P298700000S1 .
- ^ Орпен, А. Гай; Браммер, Ли; Аллен, Фрэнк Х .; Кеннард, Ольга; Уотсон, Дэвид Дж .; Тейлор, Робин (1989). «Приложение. Таблицы длин связей, определенных методом рентгеновской дифракции и нейтронографии. Часть 2. Металлоорганические соединения и координационные комплексы металлов d- и f-блока». Журнал химического общества, Dalton Transactions (12): S1. DOI : 10.1039 / DT98900000S1 .
- ^ a b c Беатрис Кордеро; Вероника Гомес; Ана Э. Платеро-Пратс; Марк Ревес; Хорхе Эчеверриа; Эдуард Кремадес; Флавия Барраган; Сантьяго Альварес (2008). «Новый взгляд на ковалентные радиусы». Dalton Trans. (21): 2832–2838. DOI : 10.1039 / b801115j . PMID 18478144 . S2CID 244110 .
- ^ а б П. Пююккё; М. Ацуми (2009). «Молекулярные ковалентные радиусы одинарной связи для элементов 1-118». Химия: Европейский журнал . 15 (1): 186–197. DOI : 10.1002 / chem.200800987 . PMID 19058281 .
- ^ а б П. Пююккё; М. Ацуми (2009). «Ковалентные радиусы молекул с двойной связью для элементов Li – E112». Химия: Европейский журнал . 15 (46): 12770–12779. DOI : 10.1002 / chem.200901472 . PMID 19856342 . . На рисунке 3 этой статьи представлены все радиусы ссылок. [5-7]. Среднеквадратичное отклонение каждого набора составляет 3 пм.
- ^ а б П. Пююккё; С. Ридель; М. Пацшке (2005). «Ковалентные радиусы с тройной связью». Химия: Европейский журнал . 11 (12): 3511–3520. DOI : 10.1002 / chem.200401299 . PMID 15832398 .
- ^ П. Pyykkö (2012). «Переоборудованные тетраэдрические ковалентные радиусы для твердых тел». Physical Review B . 85 (2): 024115, 7 стр. Bibcode : 2012PhRvB..85b4115P . DOI : 10.1103 / PhysRevB.85.024115 .
