Ковалентный радиус - Covalent radius
| Типы радиусов |
|---|
В ковалентный радиус, рcov, является мерой размера атом что является частью одного Ковалентная связь. Обычно измеряется либо в пикометры (pm) или ангстремы (Å), причем 1 Å = 100 пм.
В принципе, сумма двух ковалентных радиусов должна равняться ковалентному длина облигации между двумя атомами, р(AB) = р(А) + р(В). Кроме того, можно ввести разные радиусы для одинарных, двойных и тройных связей (r1, р2 и г3 ниже) в чисто оперативном смысле. Эти отношения, конечно, не точны, потому что размер атома не постоянен, а зависит от его химического окружения. За гетероатомный Связи A – B, могут входить ионные члены. Часто полярные ковалентные связи короче, чем можно было бы ожидать, исходя из суммы ковалентных радиусов. Табличные значения ковалентных радиусов являются либо средними, либо идеализированными значениями, которые, тем не менее, демонстрируют определенные возможность передачи между разными ситуациями, что делает их полезными.
Длина облигаций р(AB) измеряются дифракция рентгеновских лучей (реже, нейтронография на молекулярные кристаллы ). Вращательная спектроскопия также может дать очень точные значения длин связей. За гомоядерный Облигации A – A, Линус Полинг взял ковалентный радиус равным половине длины одинарной связи в элементе, например р(H – H, в H2) = 74,14 вечера, поэтому рcov(H) = 37,07 пм: на практике обычно получают среднее значение из множества ковалентных соединений, хотя разница обычно небольшая. Сандерсон недавно опубликовал набор неполярных ковалентных радиусов для элементов основной группы,[1] но наличие больших коллекций длин облигаций, которые более передаваемый, от Кембриджская кристаллографическая база данных[2][3] сделал ковалентные радиусы устаревшими во многих ситуациях.
Средние радиусы
Значения в таблице ниже основаны на статистическом анализе более 228 000 экспериментальных длин связей из Кембриджской структурной базы данных.[4] Для углерода значения даны для разных гибридизации орбиталей.
| ЧАС | Он | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | ||||||||||||||||
| 31(5) | 28 | ||||||||||||||||
| Ли | Быть | B | C | N | О | F | Ne | ||||||||||
| 3 | 4 | Радиус (стандартное отклонение ) / вечера | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||||||||
| 128(7) | 96(3) | 84(3) | зр3 76(1) зр2 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 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 |
| 203(12) | 176(10) | 170(7) | 160(8) | 153(8) | 139(5) | l.s. 139 (5) h.s. 161 (8) | l.s. 132 (3) h.s. 152 (6) | l.s. 126 (3) h.s. 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 | 42 | 43 | 44 | 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 | Hf | Та | W | Re | Операционные системы | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Би | По | В | Rn | |
| 55 | 56 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | |
| 244(11) | 215(11) | 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 | Лу | |||
| 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | |||
| 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) | 175(10) | |||
| 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
Другой подход состоит в том, чтобы согласовать все элементы в меньшем наборе молекул. Это было сделано отдельно для сингла,[5]двойной,[6]и тройные облигации[7]вплоть до сверхтяжелых элементов. Использовались как экспериментальные, так и расчетные данные. Результаты одинарной связи часто аналогичны результатам Cordero et al.[4] Когда они разные, координационные номера б / у может быть разным. Это особенно верно для большинства (d и f) переходных металлов. Обычно ожидается, что р1 > р2 > р3. Отклонения могут возникать для слабых кратных связей, если различия лиганда больше, чем различия р в используемых данных.
Обратите внимание, что элементы до атомный номер 118 (Оганессон ) в настоящее время произведены 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 субпикометрической точностью.[8]
| ЧАС | Он | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | ||||||||||||||||
| 32 - - | 46 - - | ||||||||||||||||
| Ли | Быть | B | C | N | О | F | Ne | ||||||||||
| 3 | 4 | Радиус / вечера: | 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 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 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 | 42 | 43 | 44 | 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 | Ла-Лу | Hf | Та | W | Re | Операционные системы | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Би | По | В | Rn |
| 55 | 56 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | |
| 232 209 - | 196 161 149 | 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 | Ac-Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ц | Og |
| 87 | 88 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | |
| 223 218 - | 201 173 159 | 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 | Лу | |||
| 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | |||
| 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 | 162 131 131 | |||
| Ac | Чт | Па | U | Np | Пу | Являюсь | См | Bk | Cf | Es | FM | Мкр | Нет | Lr | |||
| 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | |||
| 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 | 161 141 - | |||
Смотрите также
- Атомные радиусы элементов (страница данных)
- Энергия ионизации
- Электронное сродство
- Электронная конфигурация
- Периодическая таблица
Рекомендации
- ^ Сандерсон, Р. Т. (1983). «Электроотрицательность и энергия связи». Журнал Американского химического общества. 105 (8): 2259–2261. Дои:10.1021 / ja00346a026.
- ^ Allen, F.H .; Kennard, O .; Watson, D.G .; Brammer, L .; Орпен, А.Г .; Тейлор, Р. (1987). «Таблица длин связей, определенных с помощью рентгеновской дифракции и нейтронной дифракции». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (12): S1 – S19. Дои:10.1039 / P298700000S1.
- ^ Орпен, А. Гай; Браммер, Ли; Аллен, Фрэнк Х .; Кеннард, Ольга; Уотсон, Дэвид Дж .; Тейлор, Робин (1989). «Приложение. Таблицы длин связей, определенных методами рентгеновской дифракции и нейтронографии. Часть 2. Металлоорганические соединения и координационные комплексы металлов d- и f-блока». Журнал химического общества, Dalton Transactions (12): S1. Дои:10.1039 / DT98900000S1.
- ^ а б 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. Дои:10.1039 / b801115j. PMID 18478144. S2CID 244110.
- ^ а б П. Пюйкко; М. Ацуми (2009). «Молекулярные ковалентные радиусы одинарной связи для элементов 1-118». Химия: европейский журнал. 15 (1): 186–197. Дои:10.1002 / chem.200800987. PMID 19058281.
- ^ а б П. Пюйкко; М. Ацуми (2009). «Ковалентные радиусы молекул с двойной связью для элементов Li – E112». Химия: европейский журнал. 15 (46): 12770–12779. Дои: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. Пюйкко; С. Ридель; М. Пацшке (2005). «Ковалентные радиусы с тройной связью». Химия: европейский журнал. 11 (12): 3511–3520. Дои:10.1002 / chem.200401299. PMID 15832398.
- ^ П. Pyykkö (2012). «Переоборудованные тетраэдрические ковалентные радиусы для твердых тел». Физический обзор B. 85 (2): 024115, 7 стр. Bibcode:2012PhRvB..85b4115P. Дои:10.1103 / PhysRevB.85.024115.