شعاع یونی
یونهای مثبت ( کاتیونها ) : وقتی اتمها الکترون از دست داده و به یون مثبت تبدیل می شوند شعاع کاتیون تشکیل شده نسبت به شعاع اتمی شان کوچکتر می شود. علت این پدیده در دو مورد بررسی می شود:
1- با کاهش تعداد الکترونها نسبت به پروتونها بار موثر هسته افزایش می یابد در نتیجه جاذبه هسته روی الکترونها بیشتر شده و الکترونها به هسته نزدیکتر می شوند با این کار شعاع یون تولید شده کاهش می یابد. می توان با استفاده از نسبت تعداد پروتون ها به الکترون ها، افزایش بار موثر هسته را نشان داد. اتم کروم را در نظر می گیریم. در این اتم نسبت تعداد پروتون ها ( P ) به تعداد الکترون ها ( e ) برابر 1 = = ، است. یعنی به طور میانگین به ازای هر الکترون یک پروتون وجود دارد. در کاتیون ( +3Cr ) که با گرفتن سه الکترون از اتم کروم حاصل می شود چون تعداد پروتون ها ثابت می ماند، نسبت ( ) از یک بزرگ تر می شود. 1 < = ، یعنی به ازای هر الکترون بیش از یک پروتون وجود دارد، پس بار موثر هسته در یون ( +3Cr ) بیشتر از اتم ( Cr ) است و انتظار می رود شعاع کاتیون ( +3Cr ) کمتر از شعاع اتم ( Cr ) باشد. (تالیف بهزاد میرزائی)
2- در مورد کاتیون های عنصرهای اصلی جدول تناوبی، چون اتم این عنصرها هنگام تشکیل کاتیون لایه بیرونی خود را از دست می دهند، تعداد لایه های الکترونی در کاتیون آنها نسبت به اتم کاهش یافته و شعاع یونی کاهش می یابد. اتم منیزیم را در نظر می گیریم. در این اتم 12 الکترون در سه لایه الکترونی توزیع شده اند.
Mg : 1s2 2s2 2p6 3s2
در اتم منیزیم الکترون ها در 3 لایه الکترونی قرار دارند.
در کاتیون +2Mg ، که با گرفتن 2 الکترون از اتم Mg حاصل می شود، 10 الکترون باقی مانده در دو لایه الکترونی توزیع می شوند و یون ( +2Mg ) نسبت به اتم ( Mg ) یک لایه الکترونی کم تر دارد و شعاع یونی کاهش می یابد.
Mg2+ : 1s2 2s2 2p6
در یون منیزیم الکترون ها در 2 لایه الکترونی قرار دارند. (تالیف بهزاد میرزائی)
یونهای منفی ( آنیونها ) : وقتی اتمهای نافلز الکترون گرفته و آن را به لایه بیرونی خود اضافه می کنند، شعاع آنیون حاصل از شعاع اتم نافلز بزرگ تر می شود. علت این پدیده را نیز می توان در دو مورد زیر بررسی کرد:
1- با افزایش تعداد الکترونها نسبت به پروتونها بار موثر هسته کاهش می یابد در نتیجه جاذبه هسته روی الکترونها کم تر شده و الکترونها از هسته دورتر می شوند با این کار شعاع یون تولید شده افزایش می یابد. می توان با استفاده از نسبت تعداد پروتون ها به الکترون ها، کاهش بار موثر هسته را نشان داد. اتم گوگرد را در نظر می گیریم. در این اتم نسبت تعداد پروتون ها ( P ) به تعداد الکترون ها ( e ) برابر 1 = = ، است. یعنی به طور میانگین به ازای هر الکترون یک پروتون وجود دارد. در آنیون ( -2S ) که با اضافه شدن دو الکترون به اتم گوگرد حاصل می شود چون تعداد پروتون ها ثابت می ماند، نسبت ( ) از یک کوچک تر می شود. 1 > = ، یعنی به ازای هر الکترون کم تر از یک پروتون وجود دارد، پس بار موثر هسته در یون ( -2S ) کم تر از اتم ( S ) است و انتظار می رود شعاع آنیون ( -2S ) بزرگ تر از شعاع اتم ( S ) باشد.
2- با افزایش تعداد الکترونها در آنیون، دافعه بین الکترون ها افزایش می یابد در نتیجه الکترونها از یک دیگر فاصله بیشتری می گیرند و شعاع آنیون افزایش می یابد. (تالیف بهزاد میرزائی)
منبع: کتاب آموزش شیمی نوشته بهزاد میرزائی