Металлические радиусы связь с ковалентными радиусам

Атомные и ионные радиусы. Условно принимая, что атомы и ионы имеют форму шара, можно считать, что. межъядерное расстояние с/ равно сумме радиусов двух соседних частиц. Очевидно, если обе частицы одинаковы, радиус каждой равен У 2 Так, межъядерное расстояние в металлическом кристалле натрия й == 0,320 нм. Отсюда металлический атомный радиус натрия равен 0,160 нм. Межъядерное расстояние в молекуле Маа составляет 0,308 нм, т. е. ковалентный радиус атома натрия равен 0,154 нм. Таким образом, атомные радиусы одного и того же элемента зависят от типа химической связи. Величины ковалентных радиусов зависят также от порядка химической связи. Например, при одинарной, двойной и трой- [c.152]

Электронное строение атома бериллия в газообразном состоянии — 15 25% Увеличение заряда ядра атома бериллия по сравнению с зарядом ядра атома лития наряду с тем, что 25-электроны только частично экранируют друг друга, приводит к двум эффектам 1) атом Ве имеет металлический радиус только 0,89 А, значительно меньше, чем в случае лития (1,22 А) 2) потенциалы ионизации Ве, 9,32 и 18,21 эв, гораздо большие, чем у Ы (5,39 эе), делают Ве значительно менее электроположительным, если рассматривать его хилшческие свойства в сравнении со свойствами Действительно, не существует никаких кристаллических соединений или растворов, в которых ионы Ве + существовали бы как таковые. Все соединения, строение которых было определено, даже соединения с наиболее электроотрицательными элементами, такие, как ВеО и ВеР.,, по крайней мере частично обладают ковалентным характером связи. Электронное строение атомов других элементов II группы (Mg, Са, 5г, Ва и Ка) подобно строению атома Ве. Однако больший размер этих ато.мов уменьшает влияние заряда ядра на валентные электроны. Так, их потенциалы ионизации ниже, чем у Ве они в основном более электроположительны, а ионная природа их соединений законо-.мерно возрастает в группе сверху вниз. [c.67]

Металлический радиус. Связи между атомами в металле не являются ковалентными в строгом смысле. Действительно, при рассмотрении простейшей теории металлической связи эта связь оказывается более похожа на ионную. Так как металлы (если только это не сплав) состоят из атомов одного элемента, то металлический радиус можно определить как минимальное межатомное расстояние в кристалле металла. Металлический радиус во многом сходен с ковалентным радиусом, но не идентичен ему (см. гл. 5). [c.29]

Первоначально сложилось представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т.е. в химических соединениях. Эффективные радиусы определяли из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. При этом предполагалось, что атомы представляют собой несжимаемые шары, которые соприкасаются своими поверхностями в соединениях. При определении значения эффективного радиуса из межъядерных расстояний в ковалентных молекулах подразумевали ковалентные радиусы, при вычислении их из данных для металлических кристаллов — металлические радиусы. Наконец, эффективные радиусы, рассчитанные для кристаллов с преимущественно ионной связью, назывались ионными радиусам[и. Для этого определяли радиус какого-нибудь иона, а затем вычисляли ионные радиусы других элементов из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в кристаллических решетках. Так, с помощью оптических методов, а затем расчетом был определен радиус аниона фтора, равный 0,11.3 нм. А расстояние между атомами Na и Г в решетке МаГ было установлено равным 0,231 нм. Отсюда радиус иона Ма равен 0,231 — 0,113 = 0,118 нм. Металлические радиусы получены делением пополам расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллических решетках металлов. Ковалентные радиусы неметаллов также вычислены как половина межъядерного расстояния в молекулах или кристаллах соответствующих простых веществ. Для одного и того же элемента эффективные радиусы (ковалентный, ионный, металлический) не совпадают между собой. Это свидетельствует о зависимости эффективных радиусов не только от природы атомов, но и от характера химической связи, координационного числа и других факторов (см. табл. 4). Изменение эффективных радиусов атомов носит периодический характер (рис. 22). В периодах по мере роста заряда ядра эффективные радиусы атомов уменьшаются, так как происходит стягивание электронных слоев к ядру (при постоянстве их числа для данного периода). Наибольшее уменьшение характерно для 5- и р-элементов. В больших периодах для и /-элементов наблюдается более плавное уменьшение эффективных радиусов, называемое соответственно г- и /сжатием. Эффективные радиусы атомов благородных газов, которыми заканчиваются периоды системы, значительно больше эффективных радиусов предшествующих им р-элементов. Значения эффективных радиусов благородных газов (см. табл. 4) получены из межъядерных расстояний в кристаллах этих веществ, существующих при низких температурах. А в кристаллах благородных газов действуют слабые силы Ван-дер-Ваальса в отличие, например, от молекул галогенов, в которых имеются прочные ковалентные связи. [c.52]

Первоначально сложилось представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т. е. в химических соединениях. Эффективные радиусы определяли из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. При этом предполагалось, что атомы представляют собой несжимаемые шары, которые соприкасаются своимн поверхностями в соединениях. При определении значения эффективного радиуса из межъядерных расстояний в ковалентных молекулах подразумевали ковалентные радиусы, при вычислении их из данных для металлических кристаллов — металлические радиусы. Наконец, эффективные радиусы, рассчитанные для кристаллов с преимущественно ионной связью назывались ионными радиусами. Для этого определяли радиус какого-нибудь иона, а затем вычисляли ионные радиусы других элементов из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в кристаллических решетках. Так, с помощью оптических методов, а затем расчетом был определен радиус аниона фтора, равный 0,113 нм. А расстояние между ядрами N3 и Р в решетке ЫаР было установлено равным 0,231 нм. Отсюда радиус иона Ыа+ 0,231—0,113 = 0,098 нм. Металлические радиусы получены делением пополам расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллических решетках металлов. Ковалентные радиусы неметаллов также вычислены как половина межъя-дерного расстояния в молекулах или кристаллах соответствующих [c.67]

Константу й определяют опытным путем. По этим данным вычисляют эффективные радиусы частиц. В зависимости от характера межчастичных связей в решетках говорят о молекулярных, ковалентных, металлических или ионных эффективных радиусах. [c.123]

Валентное состояние элементов главной подгруппы II группы определяется относительной легкостью отщепления их нейтральными атомами двух электронов с ns-электронной оболочки (см. табл. 1.3). В связи с этим кроме металлического состояния для элементов подгруппы Ве — Ra характерно образование двухзарядных катионов, имеющих относительно малые размеры и большую, особенно у легких элементов подгруппы, плотность положительного заряда. Уникальные характеристики имеет ион Ве2+, отношение заряда к радиусу у него в пять раз больше, чем у Mg +. С этим связано очень высокое поляризующее действие иона Ве +, его склонность к образованию ковалентных связей и, как полагают, его высокая токсичность [1, с. 182]. Сверху вниз но подгруппе плотность положительного заряда и поляризующее действие двухзарядных катионов падает. В связи с этим растут ионный характер и основные свойства большинства соединений этих элементов, которые по праву называют типичными элементами-металлами. [c.27]

Силициды. Атом кремния имеет сравнительно большой радиус (1,17 А) и большинство силицидов, строго говоря, нельзя относить к соединениям внедрения — они занимают промежуточное положение между соединениями внедрения и интерметаллическими соединениями. При образовании твердых растворов с переходными элементами IV группы атомы кремния могут входить в решетку и по принципу внедрения, и по принципу замещения. Кремний — электронный гомолог углерода, поэтому единственный фактор, мешающий образованию фаз внедрения,— размерный. В низших силицидах сохраняется преимущественно металлический характер связи, а структура их сходна со структурой металлов. В высших силицидах наблюдается тенденция к преобладанию ковалентной связи и образованию сложных структур. Силициды обнаруживают сходство с карбидами, с другой стороны, они во многом родственны боридам. [c.235]

В химической практике наиболее широко используются так называемые эффективные (т. е. проявляющие себя в действии) радиусы атомов, рассчитанные из эк.с-периментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. На размер таких радиусов оказывают влияние различные факторы (структура вещества, характер связи, степень окисления элементов и т. д.). Поэтому необходимо различать радиусы атомов в соединениях с ковалентной, металлической и ионной связями (соответственно ковалентные, металлические и ионные радиусы). Ковалентные и металлические радиусы по смыслу отвечают понятию атомный радиус . [c.46]

Ковалентный радиус меди на 16 пм меньше ковалентного радиуса серебра (см. металлические радиусы, табл. 19.5). Можно ожидать, следовательно, что кристаллический раствор иодида меди(1) в иодиде серебра при соотношении атомов меди к атомам серебра 1 3 будет иметь такую же среднюю длину связи, как расстояние между атомами кислорода во льду, и окажется наиболее эффективным затравочным материалом. И действительно, опыты показали, что максимальный затравочный эффект наблюдается именно при таком составе, подтверждая тем самым гипотезу, согласно которой данные кристаллы служат ядрами, вокруг которых растут кристаллы льда. [c.562]

В ковалентных и металлических связях происходит сильное перекрывание внешних атомных орбиталей, поэтому атомные радиусы приближенно будут радиусами этих внешних орбиталей. Атомные радиусы [42] эмпирически получены из межатомных расстояний. Например, расстояние С—С в алмазе равно 1,54 А, расстояние Si—Si в дисилане равно 2,34A и т.д. Согласованность этого приближения показана на примере соответствия длин связей Si—С, определяемых экспериментально и рассчитываемых из соответствующих атомных радиусов. Межатомные расстояния заметно зависят от координации. Обычно с уменьшением координационного числа связи укорачиваются. Для координаций 8, 6 и 4 длины связей становятся короче на 2, 4 и 12% соответственно по сравнению с координацией 12. [c.453]

Все без исключения атомные радиусы металлов больше, чем ковалентные радиусы тех же атомов. Эта разница заметно проявляется у непереходных элементов по сравнению с переходными. Дело в том, что металлическая связь значительно слабее ковалентной. Например, если один и тот же элемент в виде простого вещества способен давать как металлическую, так и металлоидную аллотропные модификации, то при высокой температуре во всех без исключения случаях стабильной формой является металлическая (разд. 3 настоящей главы). Как в тех случаях, когда направленные ковалентные связи имеются во всем кристалле (например, алмазе), так и в тех [c.119]

Поскольку радиусы взаимодействия определимы из уже известных структур, можно составить таблицы стандартных радиусов элементов, за которые принимают половину кратчайшего расстояния между узлами его решетки. Для металлов этот радиус элемента будет радиусом металлической связи для элемента, построенного ковалентной связью, — радиусом ковалентной связи. Радиус элемента определяется атомным номером элемента, его координационным числом в присущей ему решетке и ее кратностью (нри ковалентной связи). Радиусы элементов в ионизированном состоянии подобным образом получены быть не могут. Для их расчета из решетки ионной связи необходимо, чтобы радиус какого-то иона, формирующего большое число однотипных соединений, был известен из посторонних структурному анализу экспериментов. Такими ионами являются или радиусы которых могут быть получены измерением молярной рефракции. Располагая радиусом иона 0 , можно получить радиусы катионов из структур окислов, а располагая радиусами катионов, получить радиусы других анионов, образующих кристаллы ионной связи. По окончании расчетов возникнет система ионных радиусов, оп-пределяемая радиусом того аниона, который положен в основу расчета. Поэтому следует всегда пользоваться значениями ионных радиусов из одной системы во избежание грубых искажений величин радиусов катионов, поскольку для иона 0 - разных системах ионных ради- [c.93]

Поправки для координаций, меньших 4, не могут быть указаны в виде постоянных коэффициентов, так как частицы, имеющие координацию 3 или 2, значительно отличаются от сферической формы из-за того, что связи, свойственные таким малым координационным числам, располагаются в плоскости. По этой же причине радиусы ковалентно связанных частиц предпочитают давать отдельно для координации 6 (октаэдрические ковалентные радиусы) и для координации 4 (тетраэдрические ковалентные радиусы), указывая в качестве постоянных только поправки на кратность связи 0,86 для двойной и 0,78 для тройной связей. Сводная таблица металлических, ионных и ковалентных радиусов в системе Гольдшмидта дана в приложении 7. [c.95]

Ковалентные и металлические радиусы близки между собой. Однако эффективные радиусы, которые приходится приписывать катионам в металлических кристаллах, оказываются большими, чем у ионов тех же металлов в ионных решетках. Одна из возможных причин этого состоит в следующем. При образовании катионов в случае ионных соединений электронейтральный атом металла лишается большего числа валентных электронов, чем при образовании электронного газа в массе металла, т. е. сильнее оголяется . В связи с этим реальный радиус катиона в ионном кристалле оказывается меньшим, чем в металле. Так как эффективные радиусы зависят от реальных, то и получается, что эффективный радиус катиона в металлической решетке больше, чем в ионной. [c.145]

Так как непосредственное измерение радиусов изолированных атомов или ионов невозможно, обычно измеряют межъядерные расстояния либо в кристаллах, либо в газовых молекулах. По этим расстояниям вычисляют радиусы. Поскольку все значения радиусов являются расчетными, весьма важно выяснить, какие факторы влияют на эти расчеты. Эти факторы связаны в той или иной мере с такими понятиями, как порядок связи, степень ион-ности, ковалентный или металлический характер связи (т. е. тип связи), окислительное состояние химически связанных атомов и детальная кристаллическая или молекулярная структура. Из-за различного состояния атомов в молекуле или кристалле не может быть единого типа атомных радиусов, и, следовательно, надо определить несколько видов радиусов и в дальнейшем оперировать ими. [c.107]

Интересно сопоставить длину ковалентной связи с силовой постоянной, энергией связи или энергией диссоциации и с порядком связи, как это сделано в табл. 4-2. В общем случае ковалентный радиус неметаллических атомов совпадает с атомным радиусом, однако для атомов металлов ковалентный радиус всегда меньше атомного (металлического) радиуса. Это видно, например, из сопоставления металлических и ковалентных радиусов ряда металлов [c.109]

Металлический радиус атома равен полусумме межъядериого расстояния й двух одинаксвы.х частиц в металлическом кристалле. Например, в кристалле металлического натрия (у него металлическая связь, рис. 42) экспериментально определено =0,320 нм, тогда металлический радиус атома будет 0,320/2== =0,160 нм. В молекуле же N35 (связь ковалентная) =0,308 нм, и ковалентный радиус атома N3=0,308/2=0,154 нм. Ковалентные радиусы зависят также [c.106]

Эти данные позволяют оценить ковалентный радиус атома вольфрама. Из расстояния W—С (циклопентадиенид), принимая радиус атома углерода циклопентадиенильного кольца равным 0,77 А (по аналогии с оценками для ферроцена), получаем для ковалентного радиуса вольфрама 1,57 А, что на 0,04 А меньше радиуса молибдена, определенного из расстояния Мо—С (циклопентадиенид) в II [9]. Из длины а-связи W—С (фенил), принимая ковалентный односвязанный радиус атома углерода в состоянии А /з -гибридизации равным 0,74 А [10], находим для радиуса атома вольфрама 1,58 А. Близость межатомных расстояний W—С и Мо—С неудивительна, так как радиусы вольфрама и молибдена из-за лантаноидного сжатия очень близки [11]. Б то же время необходимо подчеркнуть,что ковалентный радиус вольфрама, по нашей оценке (1,57—1,58 А), оказывается значительно больше односвязанного металлического радиуса по Полингу (1,304 А), причем аналогичное расхождение наблюдается и для молибдена (1,60 и 1,296 А соответственно). Для железа оценка ковалентного радиуса и структуры ферро[ ена (1,28 А) блинка к металлическому радиусу [c.167]

Для в. С, 8 и Ое приведены ковалентные радиусы при одинарной связи, для остальных элементов указаиы металлические радиусы (при координационном числе 12). [c.524]

С самого начала развития структурной химии значительный интерес привлекало обсуждение длин связей в терминах радиусов, приписываемых элементам. Стало привычным использовать три набора радиусов, разных для металлических, ионных п ковалентных кристаллов. Расстояния между несвязанными атомами сопоставлялись с суммами вандерваальсовых радиусов , которые принимались близкими к ионным радиусам. Самые первые ковалентные радиусы для неметаллов были приняты равными половине расстояний М — М в молекулах и кристаллах, в которых атом М образует 8—N связей (где N — номер группы периодической системы), т. е. они брались из таких молекул, как р2, НО—ОН, H2N—NH2, Р4, Sa и из кристаллов элементов IV группы со структурой алмаза. Это включает Н и 16 элементов периодической системы, лежащих в блоке С— —Sn—F—I. Первоисточник для вычисления ковалентных радиусов металлов был совершенно другим из-за отсутствия данных для молекул, содержащих связи М—М. Тетраэдрические радиусы были выведены нз длин связей М—X в соединениях МХ со структурами типа ZnS, октаэдрические радиусы — пз данных для кристаллов со структурами типа пирита и родственных с ним структур в предположении аддитивности радпу- [c.343]

Уже давно признано, что притягательной альтернативой использованию трех наборов радиусов (металлических, понных и ковалентных) была бы разработка одного набора радиусов, применимых к связям во всех видах молекул и кристаллов. Это устранило бы необходимость предрешать тин связи. Такой набор радиусов был предложен Бреггом (Bragg) в 1920 г., [c.346]

Структуры простых веществ неметаллических элементов и их соединений обычно являются гетеродесмическими. Характеризовать межатомные расстояния в таких структурах приходится по крайней мере двумя величинами — ковалентными и Ван-дер-Ваальсовыми радиусами . Термин радиус в геометрическом смысле не может быть оправдан для ковалентной связи и употребляется лишь по аналогиж с металлическими или ионными радиусами. Под этим термином подразумевается та доля в межатомном расстоянии, которая приходится на тот или иной элемент, атомы которого связаны ковалентными связями с другими атомами. Сам Же атом в этом случае теряет форму шара. [c.354]

Систематическое исследование соединений, в которых металлический атом связал с несколькими углеродными атомами, началось с работы Пфафа и Фишера (1953 г.). Рентгеноструктурный анализ ферроцена Ре (С5Нб)2 (бис-циклопентадиенпла двухвалентного железа) показал, что структура его молекулярная и состоит из двух плоских параллельно расположенных углеводородных пятиугольников, причем каждая вершина (атом углерода) одного пятиугольника приходится между двумя вершинами второго пятиугольника. Между этими двумя пятиугольниками в центре симметрии на оси пятого порядка молекулы размещается атом железа (рис. 377). Такие структуры стали называть сендвичевыми. Расстояние Ре — С, равное 2,0 А, точно соответствует сумме ковалентных радиусов. Поскольку плоская форма органических радикалов связана с наличием в них я-связей, и этот же тип связи обусловливает соединение их с металлическим атомом, постольку подобные соединения стали называть я-комплексами, а самую связь — многоцентровой. [c.386]

Межатомные расстояния в этих соединениях находятся в интервале 1,95—2,80 А, и экспериментально измеренные значения отличаются от величин, рассчитанных с учетом ковалентных радиусов (табл. 3.6), не более чем на 0,1 А (исключением является A1N, для которого эта разница составляет 0,6 А), т. е. связи являются почти ковалентными. С другой стороны, в последовательности фосфиды — арсениды — антимониды наблюдается тенденция к снижению температуры плавления и к уменьшению ширины запрещенной зоны g ( g — наименьшее значение энергии, которую нужно сообщить электрону для перевода его в зону проводимости). Можно сказать, что по мере уменьшения ширины запрещенной зоны химическая связь приобретает более выраженный металлический характер (табл. 4.40). Следует отметить, что по Полингу разность значений электроотрицательности двух элементов ox также хорошо коррелирует с величиной Eg. Таким образом, наличие не слишком больших и близких друг к другу электроотрнцательностей способствует образованию связей, имеющих металлический характер. [c.258]

Многие свойства этих элементов становятся понятными при рассмотрении некоторых свойств их атомов. Азот сильно электроотрицателен по электроотрицательности (азот занимает третье место в ряду электроотрицательности) его превосходят лишь кислород и фтор. Электроотрицательности фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута имеют значения соответственно 2,1, 2,0, 1,8 и 1,7. Усиление металлического характера, наблюдающееся в ряду от азота до висмута, и большая разница в устойчивости трихлоридов этих элементов могут быть обусловлены именно таким изменением электроотрицательности. В гл. X уже обсуждался вопрос об устойчивости иона аммония N11 . Азот, подобно углероду и кислороду, обладает свойством образовывать кратные связи, аналогичные связям в элементарном веш,естве Ns N фосфор и более тяжелые элементы этой группы образуют, как правило, лишь одинарные связи. Атом азота невелик, ковалентный радиус одинарной связи азота равен 0,70 А и вокруг такого атома свободно размещаются только три атома кислорода. Фосфор, имеющий ковалентный радиус 1,10 Л, и мышьяк с ковалентным радиусом 1,21 А имеют уже достаточно большие размеры и вокруг них могут свободно размещаться по четыре атома кислорода в тетраэдрической конфигурации, как это имеет место в случае фосфорной кислоты НзРО и мышьяковой кислоты НзАз04. Ковалентный радиус одинарной связи сурьмы равен 1,41 А, и атом сурьмы может окружить себя шестью кислородными атомами, как это и наблюдается в случае сурьмяной кислоты [c.302]

Радиус связанного атома можно считать либо ионным (кристаллическим), либо атомным. Атомные радиусы разделяют на металлические, которые мы находим в металлах, сплавах или в интерметаллических соединениях, и ковалентные, характерные для неметаллов и вообще для ковалентных молекул. Ковалентные радиусы в свою очередь подразделяют на тетраэдрические, октаэдрические и др. Безусловно, нужно различать радиусы при ординарной, двойной и тройной связях. Однако при наличии кратной связи понятие радиуса атома теряет в значительной степени свою определенность, так как в этих условиях атом следует рассматривать как сильно искаженную сферу в этом случае более целесообразно пользоваться межъядерным расстоянием. Вообще говоря, это справедливо также для всех молекул, имеющих формы плоского квадрата, тригональной бипирамиды или любого другого неправильного многогранника. Имеются еще два дополнительных вида радиусов для связанного атома, близких к атомным ковалент- [c.107]

Ван-дер-ваальсовы радиусы следует рассматривать как радиусы несвязанных атомов. Их находят по межатомным расстояниям в твердом теле или жидкости, где атомы находятся в непосредственной близости друг от друга, но не связаны между собой ионной, ковалентной или металлической связью. Эти радиусы для атомов в ковалентных соединениях по существу идентичны радиусам однозарядных или двухзарядных анионов этих атомов. [c.108]