Periodická tabulka prvků
Přihlásit se
Periodická tabulka prvků (4/7) · 9:40

Atomový poloměr napříč periodickou tabulkou Jak souvisí poloměr atomu s jeho polohou v periodické tabulce?

Navazuje na Elektronová konfigurace.
V tomto videu si vysvětlíme pojem velikosti atomu neboli atomový poloměr. Na první pohled se vám může zdát, že je to docela jasná věc. Když chci vypočítat poloměr nějaké kulaté věci, přemýšlím o tom, jaká je vzdálenost mezi středem a okrajem této věci. Je to délka této úsečky. To by byl poloměr. Hodně lidí používajících slovo atom si představí ve středu kladné jádro s protony a potom elektrony na stálých drahách kolem jádra. Takže si asi představí elektrony obíhající dokola na takovéto dráze. Potom by nějaké další mohly obíhat na této dráze. Obíhat dokola. Mohli byste si říct, že je jednoduché určit atomový poloměr. Určíme prostě vzdálenost mezi jádrem a nejvzdálenějším elektronem a tu můžeme považovat za poloměr. To by mohlo fungovat až na to, že to není správný způsob, jak vysvětlit pohyb a rozložení elektronů kolem jádra Elektrony neobíhají po drahách (orbitách), jako když planety obíhají kolem Slunce. O tom už jsme mluvili v předešlém videu. Jsou v orbitalech, což jsou místa pravděpodobného výskytu elektronů, ale nejsou přesně definovaná. Mohli bychom mít nějaký orbital. Ukazuji ho dvojrozměrně. Ve skutečnosti by byl trojrozměrný a někde tady je vysoká pravděpodobnost, že se tu budou nacházet elektrony. Ten prostor vybarvím zeleně. Ale je i určitá pravděpodobnost, že elektrony budou tady. A také mohou být některé až tady. Řekněme, že tady je ještě nižší pravděpodobnost, že tu budou elektrony. Takže byste mohli říct, že v momentě, kdy je elektron tady, Ten nejvzdálenější elektron je tady. Mohli byste říct, že toto je poloměr. Ale hned potom je zase větší pravděpodobnost, že elektron skončí někde tady, ale existuje i šance, že bude tamhle. Potom by toto byl poloměr. Takže elektrony a orbitaly s tímto pravděpodobným rozmístěním. nemají přesný okraj. Jak byste tedy mohli říct, jaká je vlastně velikost atomu? Existuje několik postupů, jak ji popsat. První taková metoda je říct si, ok, když máme dva atomy stejného prvku, které spolu nejsou spojené vazbou a nejsou součástí jedné molekuly a dokážete nějak zjistit nejkratší vzdálenost, na kterou je můžete přiblížit, aniž by vznikla vazba. Takže bychom viděli, jak nejvíce se mohou k sobě přiblížit. Řekněme, že toto je jedna z nich a toto je druhá. Můžete určit tuto délku, tuto minimální vzdálenost bez toho, aby na sebe nějak zásadně působily. Z této minimální vzdálenosti, která je mezi dvěma atomy, můžete vzít polovinu. To je jedna metoda. Toto se nazývá Van der Waalsův poloměr. Další způsob je, když máte dva atomy stejného prvku spojené vazbou. Jsou vázány kovalentní vazbou. S kovalentní vazbou jsme se už dříve setkali. Nejznámější z kovalentních vazeb jde v podstatě o vazbu mezi dvěma atomy. Toto je jádro prvního. A toto je jádro druhého. A ty spolu sdílí elektrony. Takže jejich elektronové sféry se v vlastně překrývají. Takže elektrony v jejich kovalentní vazbě se mohou chvíli nacházet v tomto atomu a chvíli zase v tomto. A když máme kovalentní vazbu jako je tato. můžeme najít vzdálenost mezi dvěma jádry a polovinu této vzdálenosti považovat za atomový poloměr. Toto jsou různé pohledy na tento problém. Teď je ale dejme stranou a podívejme se, jaké jsou trendy atomových velikostí nebo také atomových poloměrů v periodické tabulce. První otázka, na kterou se podíváme je: Jak se budou měnit atomové poloměry v periodách? Vezměme si třeba čtvrtou periodu od draslíku ke kryptonu. Jakým způsobem se tu budou měnit poloměry? A když si vezmeme extrémní případ, jaký bude atomový poloměr draslíku ve srovnání s kryptonem? Zastavte si video a sami se nad tím zamyslete. Ve čtvrté periodě budou nejvzdálenější elektrony ve čtvrté vrstvě. Zaplňuje se 4s1, 4s2 orbital. Poté se začne plnit 3d podvrstva a pak se zase zaplňuje 4p1 4... a tak dále. Takže se plní p podvrstva. Od draslíku ke kryptonu se tedy zaplňuje nejvzdálenější čtvrtá vrstva. Jak to funguje? V draslíku je 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 protonů a 19 elektronů. Nakreslím je 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, ale jen jeden elektron je v nejvzdálenější čtvrté slupce. Řekněme, že je to tento elektron. Nemusí být nutně tady, jen si ho tak znázorníme. Tady máme jeden elektron a 19 protonů. Hádám, že byste řekli, že jsou přitahovány coloumbovými silami, které je tam drží. Když se podíváme na krypton, tak jeho jádro má mnohem větší kladný náboj. Takže má 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8- Nemusím kreslit všechny. Má 36 protonů. Napíši to. Plus 36. Tady máme plus 19. A máme 36 elektronů. Ale ve nejvzdálenější čtvrté vrstvě, budou 2 elektrony v "s" a 6 v "p" orbitalech. Celkem 8 ve valenční vrstvě. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Můžete si to představit tak, že když máte větší kladný náboj uprostřed a větší záporný náboj v nejvzdálenější vrstvě, bude vnější vrstva víc přitahována dovnitř. Můžete si to představit, že tady působí větší coloumbické síly. A proto bude vnější vrstva přitahována dovnitř. Krypton bude menší a má menší atomový poloměr než draslík. Takže se obecně dá říct, že zleva doprava se v periodách zmenšují atomové poloměry. To je důvod, proč nejmenší atom ze všech prvků nemá vodík, ale helium Helium je ve skutečnosti menší než vodík. Záleží to také na metodě, kterou se to měří. Je to proto, že v nejjednodušším případě má vodík v jádře jeden proton a jeden elektron v 1s vrstvě. Helium má dva. Dva protony v jádře. Nekreslím sem neutrony, můžou totiž existovat různé izotopy s různým počtem neutronů. Ale máme tu dva elektrony ve vnější vrstvě. Hádám, že byste řekli, že jsou zde silnější přitažlivé coulombické síly. Tyto mají plus dva a tyto dva dohromady mínus dva a proto budou vtahovány dovnitř. Tak to tedy vypadá, když jdeme v tabulce zleva doprava atomy se zmenšují. Co byste řekli, že se stane, půjdeme-li v periodické tabulce shora dolů v některé skupině? Půjdeme-li dolů v určité skupině, každý další prvek této skupiny bude členem další periody Bude mít o vrstvu víc. Přidávají se další a další vrstvy. Tady je jen jedna tady už jsou dvě vrstvy. a s každou vrstvou se čím dál víc vzdalujete. Takže směrem dolů se atomy v periodické tabulce zvětšují. Mají větší atomové poloměry nezávisející na tom, jak jsou změřeny. Jaký je tedy obecný trend? Atomy se zvětšují shora dolů, takže odspodu nahoru se zmenšují. Jsou tím menší, čím jsou výš. Kde tedy jsou ty nejmenší atomy? Už jsme si řekli, že nejmenší je helium. Které tedy budou patřit mezi největší atomy? Budou to tyto atomy dole na levé straně. Takže tyto budou velké a tyto malé. Takže velké jsou tady a malé tady. A obecným trendem je, že od levého spodního rohu do pravého horního se atomy zmenšují.
video