Kovalentni radijus
Kovalentni radijus atoma, rcov, ponekad se naziva i valentni radijus. Kovalentni radijus je srednje rastojanje najudaljenijih elektrona od jezgra atoma koji se javljaju u pojedinačnim kovalentnim vezama koje grade ti atomi. Može se reći, da je kovalentni radijus jednak polovini srednje dužine pojedinačnih hemijskih veza koje obično gradi dati atomi. Atomi međusobno grade veze različite dužine u zavisnosti od konfiguracije atoma i uglova tih veza. Utvrđeno je da sem malobrojnih izizetaka, dužina veza između dva atoma A i B (veza A-B) je jednaka srednjoj dužini veza A-A i B-B s tačnošću do (+-0.03 Å. Ukoliko su poznati kovalentni radijusi dva atoma dosta lako se može odrediti dužina veze pojedinih atoma. Ova metoda ne daje rezultate ukoliko postoje višestruke veze ili ukoliko je svo naelektrisanje na jednom atomu. U slučaju jonskih jedinjenja, bolja metoda je poznavanje njihove dužine jonskog radiusa. Kovalentni radijus atoma su oko 25-50% manji od Van der Valsovih radijusa istih atoma.
U principu, zbir dva kovalentna poluprečnika treba da bude jednak dužini kovalentne veze između dva atoma, R(AB) = r(A) + r(B). Štaviše, mogu se uvesti različiti radijusi za jednostruke, dvostruke i trostruke veze (r1, r2 i r3 ispod), u čisto operativnom smislu. Ovi odnosi sigurno nisu precizni, jer veličina atoma nije konstantna, već zavisi od hemijskog okruženja. Za heteroatomske A–B veze, jonski članovi mogu biti značajni. Polarne kovalentne veze su često kraće nego što bi se očekivalo na osnovu zbira kovalentnih radijusa. Tabelarne vrednosti kovalentnih poluprečnika su ili prosečne ili idealizovane vrednosti, koje ipak pokazuju određenu prenosivost između različitih situacija, što ih čini korisnim.
Dužine veza R(AB) mere se difrakcijom rendgenskih zraka (ređe, neutronskom difrakcijom na molekularnim kristalima). Rotaciona spektroskopija takođe može dati izuzetno tačne vrednosti dužina veza. Za homonuklearne A–A veze Lajnus Poling je uzeo da je kovalentni radijus polovina dužine jednostruke veze u elementu, npr. R(H–H, u H2) = 74,14 pm, te je rcov(H) = 37.07 pm: u praksi je uobičajeno da se dobije prosečna vrednost iz različitih kovalentnih jedinjenja, mada je razlika obično mala. Sanderson je objavio nedavni skup nepolarnih kovalentnih radijusa za elemente glavne grupe,[1] ali dostupnost velikih kolekcija dužina veza, koje su prenosivije, iz Kembridž kristalografske baze podataka[2][3] je učinila kovalentne poluprečnike zastarelim u mnogim situacijama.
Prosečni radijusi uredi
Vrednosti u donjoj tabeli zasnovane su na statističkoj analizi više od 228.000 eksperimentalnih dužina veza iz Kembridž strukturne baze podataka.[4] Za ugljenik su date vrednosti za različite hibridizacije orbitala.
| H | He | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | ||||||||||||||||
| 31(5) | 28 | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| 3 | 4 | Radijus (standardna devijacija) / 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) | ||||||||||
Radijusi za višestruke veze uredi
Drugačiji pristup je da se samodosledno uklope svi elementi u manjem setu molekula. To je urađeno odvojeno za jednostruke,[5] dvostruke,[6] i trostruke veze[7] do superteških elemenata. Korišćeni su eksperimentalni i računski podaci. Rezultati jednostruke veze često su slični rezultatima Kordera i saradnika.[4] Kada su različiti, korišćeni koordinacioni brojevi mogu biti različiti. To je naročito slučaj sa većinom (d i f) prelaznih metala. Obično se očekuje da je r1 > r2 > r3. Odstupanja mogu nastati za slabe višestruke veze ako su razlike liganda veće od razlika R u korišćenim podacima.
Elementi do atomskog broja 118 (oganeson) sada su eksperimentalno proizvedeni i da postoje hemijske studije na sve većem broju njih. Isti, samokonzistentni pristup korišćen je za uklapanje tetraedarskih kovalentnih radijusa za 30 elemenata u 48 kristala sa subpikometarskom preciznošću.[8]
| H | He | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | ||||||||||||||||
| 32 - - |
46 - - | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| 3 | 4 | Radijus / pm: | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||||||||
| 133 124 - |
102 90 85 |
jednostruka veza
dvostruka veza trostruka veza |
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 - | |||
Vidi još uredi
Reference uredi
- ^ 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.
- ^ a b v 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.
- ^ a b 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.
- ^ a b 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.
- ^ a b 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.
Literatura uredi
- 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, ur. (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 izd.). 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.
Spoljašnje veze uredi
- Triple-Bond Covalent Radii Table online Архивирано на сајту Wayback Machine (5. децембар 2020)