ATOMIMÄÄRÄ: KUINKA SE VAIHTELEE JAKSOTAULUKOSSA JA ESIMERKKEINÄ - KEMIA - 2026

Atomi määrä on suhteellinen arvo, joka osoittaa suhdetta moolimassa elementin ja sen tiheys. Joten tämä tilavuus riippuu alkuaineen tiheydestä, ja tiheys riippuu vuorostaan ​​vaiheesta ja siitä, kuinka atomit on järjestetty sen sisällä.

Joten elementin Z atomitilavuus ei ole sama muussa faasissa kuin siinä, joka sillä on huoneenlämpötilassa (nestemäinen, kiinteä tai kaasumainen) tai kun se on osa tiettyjä yhdisteitä. Siten Z: n atomitilavuus yhdisteessä ZA on erilainen kuin Z: n yhdisteessä ZB.

Miksi? Sen ymmärtämiseksi on tarpeen verrata atomeja esimerkiksi marmoriin. Marmorilla, kuten sinertävillä yllä olevassa kuvassa, on hyvin määritelty materiaaliraja, joka näkyy kiiltävän pinnansa ansiosta. Sitä vastoin atomien raja on haja, vaikka niitä voidaan pitää etäisesti pallomaisina.

Siten mikä määrittää pisteen atomin rajan ulkopuolella, on nollan todennäköisyys löytää elektroni, ja tämä piste voi olla kauempana tai lähempänä ydintä riippuen siitä, kuinka monta vierekkäistä atomia vuorovaikutuksessa tarkasteltavana olevan atomin ympärillä.

Atomimäärä ja säde

Koska kaksi atomia ovat vuorovaikutuksessa HH-molekyylin kanssa _kahdessa, niiden keskipisteiden sijainnit määritetään näiden välisinä etäisyyksinä (ytimen etäisyydet). Jos molemmat atomit ovat pallomaisia, säde on ytimen ja sumun rajan välinen etäisyys:

Yllä olevassa kuvassa voit nähdä kuinka elektronin löytämisen todennäköisyys vähenee, kun se siirtyy pois ytimestä. Sitten jakamalla ytimen välimatka kahdella saadaan atomisäde. Seuraavaksi olettaen, että atomien pallomainen geometria on, kaavaa käytetään laskemaan pallon tilavuus:

V = (4/3) (Pi) r ³

Tässä ilmaisu r on atomisäde määritetty H- ₂ -molekyylin. V: n arvo lasketaan tämän epätarkka menetelmä voi muuttua, jos esimerkiksi, H ₂ pidetään nestemäisessä tai metalliseen olomuotoon. Tämä menetelmä on kuitenkin erittäin epätarkka, koska atomien muodot ovat vuorovaikutuksessaan hyvin kaukana ihanteellisesta pallosta.

Kiintoaineiden atomitilavuuksien määrittämiseksi otetaan huomioon monet järjestelyä koskevat muuttujat, jotka saadaan röntgendiffraktiotutkimuksilla.

Lisäkaava

Molaarimassa ilmaisee aineen määrän, jossa on kemiallisen alkuaineen moolia atomeja.

Sen yksiköt ovat g / mol. Toisaalta tiheys on tilavuus, jonka gramma elementtiä vie: g / ml. Koska atomitilavuuden yksiköt ovat ml / mol, meidän on pelattava muuttujien kanssa saavuttaaksesi halutut yksiköt:

(g / mol) (ml / g) = ml / mol

Tai mikä on samaa:

(Moolimassa) (1 / D) = V

(Moolimassa / D) = V

Siten elementin atomien yhden moolin tilavuus voidaan laskea helposti; kun taas pallomainen tilavuuskaava laskee yksittäisen atomin tilavuuden. Tämän arvon saavuttamiseksi ensimmäisestä muuntaminen on välttämätöntä Avogadro-numeron (6,02 · 10 ^-23) kautta.

Kuinka atomitilavuus vaihtelee jaksotaulukossa?

Jos atomien katsotaan olevan pallomaisia, niin niiden variaatio on sama kuin atomisäteissä havaittu. Yllä olevassa kuvassa, joka edustaa edustavia elementtejä, havainnollistetaan, että oikealta vasemmalle atomit pienenevät; sen sijaan ylhäältä alaspäin ne muuttuvat tilavammiksi.

Tämä johtuu siitä, että samalla ajanjaksolla ydin sisältää protoneja liikkuessaan oikealle. Nämä protonit kohdistavat houkuttelevan voiman ulkoisiin elektroneihin, jotka tuntevat tehokkaan _{ydinvarauksen} Z _ef, vähemmän kuin todellinen ydinvaraus Z.

Sisäisten kuorien elektronit hylkivät ulkokuoren elektronit, vähentäen ytimen vaikutusta niihin; tätä kutsutaan näytön tehosteeksi. Samana ajanjaksona seulavaikutus ei voi estää protonien määrän kasvua, joten sisäkuoressa olevat elektronit eivät estä atomien supistumista.

Ryhmään laskeutuminen mahdollistaa kuitenkin uudet energiatasot, jotka antavat elektronien kiertää edelleen ytimestä. Samoin elektronien lukumäärä sisäkuoressa kasvaa, joiden suojausvaikutukset alkavat vähentyä, jos ydin lisää protoneja.

Näistä syistä on ymmärrettävää, että ryhmässä 1A on kaikkein voimakkaimpia atomeja, toisin kuin ryhmän 8A (tai 18) pienissä atomeissa, jalokaasuissa.

Siirtymämetallien atomimäärät

Siirtymämetalliatomit sisällyttävät elektroneja sisempiin d-rataisiin. Tämä seulavaikutuksen lisääntyminen ja samoin kuin todellinen ydinvaraus Z, häviävät melkein yhtä hyvin, niin että niiden atomit säilyttävät saman koon samana ajanjaksona.

Toisin sanoen: yhdellä ajanjaksolla siirtymämetallit osoittavat samanlaisia ​​atomitilavuuksia. Nämä pienet erot ovat kuitenkin erittäin merkittäviä määritettäessä metallikiteitä (ikään kuin ne olisivat metallisia marmoria).

esimerkit

Elementin atomitilavuuden laskemiseksi on saatavana kaksi matemaattista kaavaa, joista jokaisella on vastaavat esimerkit.

Esimerkki 1

Kun otetaan huomioon atomisäde vety -37 pm (1 picometer = 10 ^-12 m) - ja cesium -265 PM-, laske niiden atomien määrä.

Käyttämällä pallomaista tilavuuskaavaa meillä on sitten:

V _H = (4/3) (3,14) (37 pm) ³ = 212,07 pm ³

V _Cs = (4/3) (3,14) (265 pm) ³ = 77912297,67 pm ³

Nämä pikometreinä ilmaistut tilavuudet ovat kuitenkin liiallisia, joten ne muutetaan angströmien yksiköiksi kerrottamalla ne muuntokertoimella (1Å / 100pm) ³:

(212,07 pm ³) (1 a / 100 pM) ³ = 2,1207 x 10 ^-4 Ä ³

(+77.912.297,67 pm ³) (1 a / 100 pM) ³ = 77,912 Ä ³

Siten pienen H-atomin ja tilaa vievän Cs-atomin väliset kokoerot todistetaan numeerisesti. On huomattava, että nämä laskelmat ovat vain likimääräisiä lausunnon mukaan atomin olevan täysin pallomainen, joka vaeltaa todellisuuden edessä.

Esimerkki 2

Puhtaan kullan tiheys on 19,32 g / ml ja sen moolimassa on 196,97 g / mol. M / D-kaavaa laskemalla yhden moolia kulta-atomeja tilavuus saadaan seuraava:

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

Toisin sanoen 1 mooli kulta-atomeja vie 10,19 ml, mutta minkä tilavuuden kultaatomi vie erityisesti? Ja kuinka ilmaista se yksikköinä pm ³ ? Käytä tätä varten vain seuraavat muuntokertoimet:

(10,19 ml / mol) · (mol / 6,02 · 10 ^-23 atomia) · (1 m / 100 cm) ³ · (kolmetoista / 10 ^-12 m) ³ = 16,92 · 10 ⁶ pm ³

Toisaalta kullan atomisäde on 166 pm. Jos verrataan molempia tilavuuksia - edellisellä menetelmällä saatua tilavuutta ja pallomaisen tilavuuskaavan avulla laskettua -, havaitaan, että niillä ei ole samaa arvoa:

V _Au = (4/3) (3.14) (166 pm) ³ = 19,15 · 10 ⁶ pm ³

Kumpi näistä on lähinnä hyväksyttyä arvoa? Se, joka on lähinnä kultaisen kiderakenteen röntgendiffraktiolla saatuja koetuloksia.

Viitteet

1. Helmenstine, tohtori Anne Marie (9. joulukuuta 2017). Atomimäärän määritelmä. Haettu 6. kesäkuuta 2018, osoitteesta: thinkco.com
2. Mayfair, Andrew. (13. maaliskuuta 2018). Kuinka laskea atomin tilavuus. Sciencing. Haettu 6. kesäkuuta 2018, osoitteesta: sciencing.com
3. Wiki Kids Ltd. (2018). Lothar Meyerin atomimäärän käyrät. Haettu 6. kesäkuuta 2018, osoitteesta: wonderwhizkids.com
4. Lumen. Määräaikaiset suuntaukset: Atomisäde. Haettu 6. kesäkuuta 2018, osoitteesta: kurssit.lumenlearning.com
5. Camilo J. Derpich. Atomimäärä ja tiheys. Haettu 6. kesäkuuta 2018, osoitteesta: es-puraquimica.weebly.com
6. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 222 - 224.
7. CK-12-säätiö. (22. helmikuuta 2010). Vertailevat atomikokot.. Haettu 6. kesäkuuta 2018, osoitteesta: commons.wikimedia.org
8. CK-12-säätiö. (22. helmikuuta 2010). H _{2: n} atomin säde.. Haettu 6. kesäkuuta 2018, osoitteesta: commons.wikimedia.org