Objętość atomowa

Co to jest objętość atomowa?

On Objętość atomowa Jest to względna wartość wskazująca związek między masą molową pierwiastka a jego gęstością. Następnie objętość ta zależy od gęstości elementu, a gęstość zależy od fazy i tego, jak zamawiane są atomy.

Tak, że objętość atomowa dla elementu Z nie jest taka sama w innej innej fazie niż wykazywana w temperaturze pokojowej (ciecz, stałe lub gaz) lub gdy jest częścią niektórych związków. Zatem objętość atomowa Z w związku Zb różni się od Z w związku Zb.

Ponieważ? Aby to zrozumieć, konieczne jest porównanie atomów z, na przykład niektórymi kulkami. Kulki mają bardzo dobrze zdefiniowaną granicę materialną, co jest obserwowane dzięki ich genialnej powierzchni. Z drugiej strony granica atomów jest rozproszona, chociaż można je uznać za zdalnie sferyczne.

Zatem to, co określa punkt poza granicą atomową, jest prawdopodobieństwo znalezienia elektronu, a ten punkt może być dalej lub bliżej jądra, w zależności od tego, ile sąsiednich atomów oddziałuje wokół atomu pod uwagę.

Objętość atomowa i radio

Podczas interakcji dwóch atomów H w cząsteczce H₂, Pozycje ich jąder są zdefiniowane, a także odległości między nimi (odległości międzyjądrowe). Jeśli oba atomy są sferyczne, promień jest odległością między jądrem a granicą rozproszoną:

Na lepszym obrazie można zobaczyć, jak zmniejsza się prawdopodobieństwo znalezienia elektronu, gdy odchodzi od jądra. Dzieląc przez dwie odległość międzyjądrową, uzyskuje się promień atomowy. Następnie, zakładając geometrię sferyczną atomów, wzór stosuje się do obliczenia objętości kuli:

V = (4/3) (pi) r³

W tym wyrażeniu r jest promieniem atomowym określonym dla cząsteczki H₂. Wartość V obliczona na podstawie tej małej precyzyjnej metody może się zmienić, jeśli na przykład rozważa się H₂ w stanie płynnym lub metalicznym. Jednak ta metoda jest bardzo niedokładna, ponieważ formy atomów są bardzo dalekie od idealnej sfery w swoich interakcjach.

Aby określić objętości atomowe w ciałach stałych, wzięto pod uwagę wiele zmiennych dotyczących układu i są uzyskiwane w badaniach dyfrakcyjnych x -ray.

Dodatkowa formuła

Masa trzonowa wyraża ilość materii, która ma mol atomów elementu chemicznego.

Jego jednostki to g/mol. Z drugiej strony gęstość jest objętością zajmującą gram elementu: g/ml. Ponieważ jednostki objętości atomowej to ML/MOL, musisz grać ze zmiennymi, aby dotrzeć do pożądanych jednostek:

• (g/mol) (ml/g) = ml/mol

Lub co to samo:

• (Masa molowa) (1/d) = v
• (Masa molowa/d) = v

Zatem objętość mola atomów elementu może łatwo obliczyć; podczas gdy wraz z formułą objętości sferycznej obliczana jest objętość poszczególnych atomów.

Aby osiągnąć tę wartość od pierwszej, konieczna jest konwersja przez numer Avogadro (6.02 · 10^-23).

Jak różni się objętość atomowa w tabeli okresowej?

Jeśli atomy zostaną uznane za sferyczne, wówczas ich zmienność będzie taka sama, co zaobserwowane w radiotelefonach atomowych. Na obrazie wyższym, który pokazuje reprezentatywne elementy, ilustruje, że od prawej do lewej atomy krasnolud; Z drugiej strony, od góry do dołu stają się bardziej nieporęczne.

Dzieje się tak, ponieważ w tym samym okresie rdzeń zawiera protony, gdy porusza się w prawo. Protony te wywierają siłę przyciągania na zewnętrzne elektron, które odczuwają skuteczne obciążenie jądrowe Z_Ef, niewielkie niż rzeczywiste obciążenie nuklearne z.

Elektrony warstw wewnętrznych odpychają działanie warstwy zewnętrznej, zmniejszając na nich wpływ rdzenia; Jest to znane jako efekt ekranu. W tym samym okresie efekt ekranu nie przeciwdziała wzrostowi liczby protonów, tak że elektronę warstwy wewnętrznej nie zapobiegają skurczu atomów.

Jednak po zejściu w grupie włączane są nowe poziomy energii, co pozwala elektronom orbitować rdzeń. Podobnie zwiększa się liczba elektronów w warstwie wewnętrznej, których efekty ekranowania zaczynają się zmniejszać, jeśli jądro ponownie doda protony.

Z tych powodów docenia się, że grupa 1A ma najbardziej nieporęczne atomy, w przeciwieństwie do małych atomów grupy 8A (lub 18), w gazach szlachetnych.

Objętości atomowe metali przejściowych

Atomy metali przejściowych zawierają elektrony do orbitali wewnętrznych d. Ten wzrost efektu ekranu, a także rzeczywiste obciążenie jądrowe Z, są prawie równie unieważnione, więc ich atomy zachowują podobny rozmiar w tym samym okresie.

Innymi słowy: w okresie metale przejściowe wykazują podobne objętości atomowe. Jednak te niewielkie różnice są niezwykle istotne przy definiowaniu kryształów metali (jakby były kulkami metali).

Przykłady objętości atomowej

Dostępne są dwa wzory matematyczne do obliczenia objętości atomowej jednego elementu, każdy z odpowiednimi przykładami.

Przykład 1

Biorąc pod uwagę radiogrogen atomowy -37 pM (1 pikometr = 10^-12m)-i cez -265 pm-, oblicz objętości atomowe.

Używając sferycznej formuły głośności, masz wtedy:

V_H= (4/3) (3.14) (37 PM)³= 212,07 pm³

V_Cs= (4/3) (3.14) (265 PM)³= 77912297,67 pm³

Jednak te objętości wyrażone w pikometrach są wygórowane, więc przekształcają się w jednostki angstromów, mnożąc je przez współczynnik konwersji (1å/100pm)³:

(212.07 PM³) (1å/100pm)³= 21207 × 10^-4 DO³

(77912297.67 PM³) (1å/100pm)³= 77 912 ų

Zatem różnice w wielkości między małym atomem H i obszernym atomem CS są numerycznie udowodnione. Należy wziąć pod uwagę, że obliczenia te są niczym więcej niż przybliżeniem na podstawie stwierdzenia, że ​​atom jest całkowicie sferyczny, co daje rzeczywistość.

Przykład 2

Gęstość czystego złota wynosi 19,32 g/ml, a jego masa molowa wynosi 196,97 g/mol. Zastosowanie wzoru M/D do obliczania objętości mola złotych atomów, następujące jest:

V_Au= (196,97 g/mol)/(19,32 g/ml) = 10,19 ml/mol

To znaczy, że 1 mol złotych atomów zajmuje 10,19 ml, ale jaki objętość zajmuje konkretnie złoty atom? I jak to wyrazić w jednostkach PM³? W tym celu zastosuj następujące czynniki konwersji:

(10,19 ml/mol) · (mol/6,02 · 10^-23 atomy) · (1 m/100 cm)³· (1 PM/10^-12M)³= 16,92 · 10⁶ po południu³

Z drugiej strony promień atomowy złota wynosi 166 po południu. Jeśli porównywane zostaną oba objętości - ten uzyskany poprzednią metodą i który jest obliczany za pomocą wzoru objętości sferycznej - okaże się, że nie mają one tej samej wartości:

V_Au= (4/3) (3.14) (166 PM)³= 19,15 · 10⁶ po południu³

Które z nich jest bliżej akceptowanej wartości? Ten, który jest najbliżej wyników eksperymentalnych uzyskanych przez dyfrakcję x -nalania krystalicznej struktury złota.