Ковалентни радијус
Ковалентни радијус атома, rcov, понекад се назива и валентни радијус. Ковалентни радијус је средње растојање најудаљенијих електрона од језгра атома који се јављају у појединачним ковалентним везама које граде ти атоми. Може се рећи, да је ковалентни радијус једнак половини средње дужине појединачних хемијских веза које обично гради дати атоми. Атоми међусобно граде везе различите дужине у зависности од конфигурације атома и углова тих веза. Утврђено је да сем малобројних изизетака, дужина веза између два атома A и B (веза A-B) је једнака средњој дужини веза A-A и B-B с тачношћу до (+-0.03 Å. Уколико су познати ковалентни радијуси два атома доста лако се може одредити дужина везе појединих атома. Ова метода не даје резултате уколико постоје вишеструке везе или уколико је сво наелектрисање на једном атому. У случају јонских једињења, боља метода је познавање њихове дужине јонског радиуса. Ковалентни радијус атома су око 25-50% мањи од Ван дер Валсових радијуса истих атома.
У принципу, збир два ковалентна полупречника треба да буде једнак дужини ковалентне везе између два атома, R(AB) = r(A) + r(B). Штавише, могу се увести различити радијуси за једноструке, двоструке и троструке везе (r1, r2 и r3 испод), у чисто оперативном смислу. Ови односи сигурно нису прецизни, јер величина атома није константна, већ зависи од хемијског окружења. За хетероатомске A–B везе, јонски чланови могу бити значајни. Поларне ковалентне везе су често краће него што би се очекивало на основу збира ковалентних радијуса. Табеларне вредности ковалентних полупречника су или просечне или идеализоване вредности, које ипак показују одређену преносивост између различитих ситуација, што их чини корисним.
Дужине веза R(AB) мере се дифракцијом рендгенских зрака (ређе, неутронском дифракцијом на молекуларним кристалима). Ротациона спектроскопија такође може дати изузетно тачне вредности дужина веза. За хомонуклеарне A–A везе Лајнус Полинг је узео да је ковалентни радијус половина дужине једноструке везе у елементу, нпр. R(H–H, у H2) = 74,14 pm, те је rcov(H) = 37.07 pm: у пракси је уобичајено да се добије просечна вредност из различитих ковалентних једињења, мада је разлика обично мала. Сандерсон је објавио недавни скуп неполарних ковалентних радијуса за елементе главне групе,[1] али доступност великих колекција дужина веза, које су преносивије, из Кембриџ кристалографске базе података[2][3] је учинила ковалентне полупречнике застарелим у многим ситуацијама.
Просечни радијуси
уредиВредности у доњој табели засноване су на статистичкој анализи више од 228.000 експерименталних дужина веза из Кембриџ структурне базе података.[4] За угљеник су дате вредности за различите хибридизације орбитала.
| H | He | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | ||||||||||||||||
| 31(5) | 28 | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| 3 | 4 | Радијус (стандардна девијација) / pm | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||||||||
| 128(7) | 96(3) | 84(3) | sp3 76(1) sp2 73(2) sp 69(1) |
71(1) | 66(2) | 57(3) | 58 | ||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | 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 | As | 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) |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | 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 | Ba | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | 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 | |
| Fr | Ra | ||||||||||||||||
| 87 | 88 | ||||||||||||||||
| 260 | 221(2) | ||||||||||||||||
| La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | |||
| 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 | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | ||||||||||
| 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | ||||||||||
| 215 | 206(6) | 200 | 196(7) | 190(1) | 187(1) | 180(6) | 169(3) | ||||||||||
Радијуси за вишеструке везе
уредиДругачији приступ је да се самодоследно уклопе сви елементи у мањем setu молекула. То је урађено одвојено за једноструке,[5] двоструке,[6] и троструке везе[7] до супертешких елемената. Коришћени су експериментални и рачунски подаци. Резултати једноструке везе често су слични резултатима Kордерa и сарadnika.[4] Када су различити, коришћени координациони бројеви могу бити различити. То је нарочито случај са већином (d и f) прелазних метала. Обично се очекује да је r1 > r2 > r3. Одступања могу настати за слабе вишеструке везе ако су разлике лиганда веће од разлика R у коришћеним подацима.
Елементи до атомског броја 118 (оганесон) сада су експериментално произведени и да постоје хемијске студије на све већем броју њих. Исти, самоконзистентни приступ коришћен је за уклапање тетраедарских ковалентних радијуса за 30 елемената у 48 кристала са субпикометарском прецизношћу.[8]
| H | He | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | ||||||||||||||||
| 32 - - |
46 - - | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| 3 | 4 | Радијус / pm: | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||||||||
| 133 124 - |
102 90 85 |
једнострука веза
двострука веза трострука веза |
85 78 73 |
75 67 60 |
71 60 54 |
63 57 53 |
64 59 53 |
67 96 - | |||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | 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 | As | 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 |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | 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 | Ba | La-Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | 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 | |
| Fr | Ra | Ac-Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | 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 - - | |
| La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | |||
| 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 | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | 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 - | |||
Види још
уредиРеференце
уреди- ^ Sanderson, R. T. (1983). „Electronegativity and Bond Energy”. Journal of the American Chemical Society. 105 (8): 2259—2261. doi:10.1021/ja00346a026.
- ^ Allen, F. H.; Kennard, O.; Watson, D. G.; Brammer, L.; Orpen, A. G.; Taylor, R. (1987). „Table of Bond Lengths Determined by X-Ray and Neutron Diffraction”. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (12): S1—S19. doi:10.1039/P298700000S1.
- ^ Orpen, A. Guy; Brammer, Lee; Allen, Frank H.; Kennard, Olga; Watson, David G.; Taylor, Robin (1989). „Supplement. Tables of bond lengths determined by X-ray and neutron diffraction. Part 2. Organometallic compounds and co-ordination complexes of the d- and f-block metals”. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (12): S1. doi:10.1039/DT98900000S1.
- ^ а б в Beatriz Cordero; Verónica Gómez; Ana E. Platero-Prats; Marc Revés; Jorge Echeverría; Eduard Cremades; Flavia Barragán; Santiago Alvarez (2008). „Covalent radii revisited”. Dalton Trans. (21): 2832—2838. PMID 18478144. S2CID 244110. doi:10.1039/b801115j.
- ^ а б P. Pyykkö; M. Atsumi (2009). „Molecular Single-Bond Covalent Radii for Elements 1-118”. Chemistry: A European Journal. 15 (1): 186—197. PMID 19058281. doi:10.1002/chem.200800987.
- ^ а б P. Pyykkö; M. Atsumi (2009). „Molecular Double-Bond Covalent Radii for Elements Li–E112”. Chemistry: A European Journal. 15 (46): 12770—12779. PMID 19856342. doi:10.1002/chem.200901472.. Figure 3 of this paper contains all radii of refs. [5-7]. The mean-square deviation of each set is 3 pm.
- ^ а б P. Pyykkö; S. Riedel; M. Patzschke (2005). „Triple-Bond Covalent Radii”. Chemistry: A European Journal. 11 (12): 3511—3520. PMID 15832398. doi:10.1002/chem.200401299.
- ^ P. Pyykkö (2012). „Refitted tetrahedral covalent radii for solids”. Physical Review B. 85 (2): 024115, 7 p. Bibcode:2012PhRvB..85b4115P. doi:10.1103/PhysRevB.85.024115.
Литература
уреди- J.C. Slater (1964). „Atomic Radii in Crystals”. J. Chem. Phys. 41: 3199. Bibcode:1964JChPh..41.3199S. doi:10.1063/1.1725697.
- E. Clementi; D.L.Raimondi; W.P. Reinhardt (1967). „Atomic Screening Constants from SCF Functions. II. Atoms with 37 to 86 Electrons”. J. Chem. Phys. 47: 1300. Bibcode:1967JChPh..47.1300C. doi:10.1063/1.1712084.
- A. Bondi (1964). „van der Waals Volumes and Radii”. J. Phys. Chem. 68: 441. doi:10.1021/j100785a001.
- M. Mantina; A.C. Chamberlin; R. Valero; C.J. Cramer; D.G. Truhlar (2009). „Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group”. J. Phys. Chem. A. 113 (19): 5806—12. Bibcode:2009JPCA..113.5806M. PMC 3658832
. PMID 19382751. doi:10.1021/jp8111556. - R.T. Sanderson (1962). Chemical Periodicity. New York, USA: Reinhold.
- L.E. Sutton, ур. (1965). „Supplement 1956–1959, Special publication No. 18”. Table of interatomic distances and configuration in molecules and ions. London, UK: Chemical Society.
- J.E. Huheey; E.A. Keiter; R.L. Keiter (1993). Inorganic Chemistry : Principles of Structure and Reactivity
(4th изд.). New York, USA: HarperCollins. ISBN 0-06-042995-X. - W.W. Porterfield (1984). Inorganic chemistry, a unified approach. Reading Massachusetts, USA: Addison Wesley Publishing Co. ISBN 0-201-05660-7.
- A.M. James; M.P. Lord (1992). Macmillan's Chemical and Physical Data. MacMillan. ISBN 0-333-51167-0.
- S. Riedel; P.Pyykkö, M. Patzschke; Patzschke, M (2005). „Triple-Bond Covalent Radii”. Chem. Eur. J. 11 (12): 3511—3520. PMID 15832398. doi:10.1002/chem.200401299. Mean-square deviation 3pm.
Спољашње везе
уреди
- Triple-Bond Covalent Radii Table online Архивирано на сајту Wayback Machine (5. децембар 2020)