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 радијусиУреди

Вредности 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.

Ковалентни радијуси у pm из анализе Кембриџ структурне базе података, која садржи око 1.030.000 кристалних структура[4]
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 везеУреди

Другачији 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]

Једноструки,[5] двоструки,[6] и троструки[7] ковалентни радијуси, одређени користећи типично
400 експерименталних или израчунатих примарних растојања, R, по сету.
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 јошУреди

РеференцеУреди

  1. ^ Sanderson, R. T. (1983). „Electronegativity and Bond Energy”. Journal of the American Chemical Society. 105 (8): 2259—2261. doi:10.1021/ja00346a026. 
  2. ^ 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. 
  3. ^ 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. 
  4. ^ 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. 
  5. ^ 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. 
  6. ^ 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.
  7. ^ 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. 
  8. ^ 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. 

ЛитератураУреди

Спољашње везеУреди