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  • 1 # mymdn17108

    不是電子,你所說的是原子半徑,似乎應該是原子核到最外電子層的距離,但事實上,單個原子的半徑是無法測定的。原子總是以單質或化合物的形式存在。而在單質或化合物中,原子間總是以化學鍵結合的(稀有氣體除外),因此原子半徑就跟原子間以哪種鍵結合有關。一般來說,原子半徑是指共價半徑或金屬半徑。 共價半徑:單質分子中的2個原子以共價單鍵結合時,它們核間距離的一半叫做該原子的共價半徑。 金屬半徑:金屬晶格中金屬原子的核間距離的一半叫做金屬原子半徑。原子的金屬半徑一般比它的單鍵共價半徑大10%~15%。 範氏(範德華氏)半徑:非金屬元素還有另一種半徑,叫範氏半徑。例如在CdCl2晶體裡,測得在不同的“分子”(實際是層狀的大分子)裡Cl與Cl間的核間距為: dCl-Cl=3.76×10-10m, 取其值的一半定為氯原子的範氏半徑①,即: 對非金屬元素,r範>r共,從圖5-3可以清楚地看出這一關係。圖5-3表示出2個Cl2分子,在同一個Cl2分子裡,2個Cl原子核間距的一半BF是共價半徑(r共);在不同的2個Cl2分子間,2個Cl原子的核間距的一半CE是範氏半徑(r範)。顯而易見,r範>r共。 稀有氣體在極低的溫度下形成單原子分子的分子晶體。在這種晶體裡,2個原子核的核間距的一半,就是稀有氣體原子的範氏半徑。下面列出非金屬元素和稀有氣體的範氏半徑。 從上表可以看出,r範也有一定的規律性:在同一週期中,從左到右逐漸減小;在同一族中,從上到下逐漸增大。 在一般的資料裡,金屬元素有金屬半徑和共價半徑的資料,非金屬元素則有共價半徑和範氏半徑的資料,稀有氣體只有範氏半徑的資料。課本表5-3裡原子半徑資料除稀有氣體元素外,均為共價半徑。 下面介紹週期表中元素原子半徑的變化規律。 (1)同族元素原子半徑變化規律 在同一個族裡,從上到下,原子半徑一般是增大的,因為從上到下電子層數增多,所以,原子半徑增大。主族元素與副族元素的變化情況很不一樣。主族元素由上到下,半徑毫無例外地增大,只是增大的幅度逐漸減小。但是在副族裡,下面兩個屬於第五和第六週期的元素,如Zr與Hf,Nb與Ta、Mo與W,它們的原子半徑非常接近,這主要是由於鑭系收縮的結果。鑭系收縮是指鑭系元素從La到Lu,原子半徑縮小的現象。 (2)同週期元素原子半徑變化規律 在短週期(第二和第三週期)裡,由左至右原子半徑都是逐漸減小的,這是因為短週期中每一元素增加的最後1個電子都是排在最外電子層上,每增加1個電子,核中增加1個正電荷。正電荷增強,傾向於使原子半徑縮小,但最外層電子數增加,增加了電子的互相排斥,傾向於使原子半徑增大。兩者互相鬥爭的結果,核電荷增大起了主要作用,所以從左到右,原子半徑逐漸減小。但是,在各週期的最後一族元素(稀有氣體)的原子半徑比它前一族的相應元素(鹵素)的原子半徑大。這是因為稀有氣體原子半徑不是共價半徑,而是範德華半徑。稀有氣體原子之間只以微弱的分子間作用力結合,所以原子間距離大,測出的原子半徑也大。課本第130頁的注也是說明這個意思。由於課本中還沒有介紹範德華半徑,只能作這樣的說明,以免給教學帶來困難。 長週期元素(第四、第五和第六週期的元素)雖然總的趨勢仍然是原子半徑縮小,但其中的過渡元素特別是鑭系元素減小的趨勢要緩和得多。這是由於過渡元素的電子填充在次外層的d軌道上,對於最外層電子(它們是決定原子大小的電子層)來說,次外層上的電子對外層的遮蔽,比最外層電子對同層上的電子的遮蔽作用大,所以過渡元素有效核電荷的增加速度變緩。但當d電子充滿到nd10左右時,原子半徑會突然增大。這是由於nd10有較大的遮蔽作用所致,這時電子的互相排斥傾向於使半徑增大的因素暫時處於主導地位。而對鑭系元素來說,電子填充在倒數第三層4f層上,它們離核更近,對核的遮蔽作用更大,有效核電荷增加得很少,因此從58號到71號元素原子半徑減少更加緩慢。 長週期的p區元素,從左至右仍然與短週期p區元素一樣,維持原子半徑變小的趨勢,到了稀有氣體,原子都有半徑變大的現象。 同週期相鄰元素原子半徑減小的平均幅度是: 非過渡元素>過渡元素>內過渡元素 ~0.1×10-10m~0.05×10-10m<0.01×10-10m 從整個週期表說來,隨著核電荷數遞增,原子半徑呈現週期性變化

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