Ионный радиус
Ионный радиус — это условный размер иона, то есть расстояние от ядра до границы области, в которой находятся его электроны. При превращении атома в ион размер частицы изменяется: катионы обычно меньше исходных атомов, а анионы — больше.
Как изменяется радиус при образовании иона
При образовании катиона атом отдаёт один или несколько электронов. Число электронных слоёв может уменьшиться, а оставшиеся электроны сильнее притягиваются к ядру. Поэтому радиус катиона меньше атомного радиуса исходного атома: \(r(\mathrm{Na^+}) < r(\mathrm{Na})\).
При образовании аниона атом принимает электроны. Электронов становится больше, их взаимное отталкивание усиливается, а притяжение каждого электрона к ядру в среднем ослабевает. Поэтому радиус аниона больше атомного радиуса: \(r(\mathrm{Cl^-}) > r(\mathrm{Cl})\).
Атом натрия отдаёт электрон и превращается в \(\mathrm{Na^+}\). У иона исчезает внешний электронный слой, поэтому \(\mathrm{Na^+}\) значительно меньше атома натрия. Атом хлора принимает электрон и образует \(\mathrm{Cl^-}\); дополнительный электрон усиливает отталкивание, поэтому \(\mathrm{Cl^-}\) больше атома хлора.
Атомный радиус относится к нейтральному атому, а ионный радиус — к заряженной частице. Нельзя автоматически считать радиус иона равным радиусу атома того же элемента.
Как изменится размер атома кислорода при превращении в ион \(\mathrm{O^{2-}}\)?
Для частиц с одинаковым числом электронов — изоэлектронных частиц — радиус обычно уменьшается с ростом заряда ядра. Например, у \(\mathrm{O^{2-}}\), \(\mathrm{F^-}\), \(\mathrm{Na^+}\) и \(\mathrm{Mg^{2+}}\) по 10 электронов, но у магния ядро притягивает их сильнее всего, поэтому \(r(\mathrm{Mg^{2+}}) < r(\mathrm{Na^+}) < r(\mathrm{F^-}) < r(\mathrm{O^{2-}})\).
Главное
- Катионы обычно меньше исходных атомов, а анионы — больше.
- Ионный радиус — условная характеристика размера иона, зависящая от его окружения.
- В изоэлектронном ряду радиус уменьшается при увеличении заряда ядра.