Atoomvolume

Wat is atomair volume?

Hij Atoomvolume Het is een relatieve waarde die de relatie tussen de molaire massa van een element en zijn dichtheid aangeeft. Dan hangt dit volume af van de dichtheid van het element, en de dichtheid hangt af van de fase en hoe atomen hierin worden besteld.

Zodat het atoomvolume voor een z -element niet hetzelfde is in een andere andere fase dan dat het vertoont bij kamertemperatuur (vloeistof, vaste of gas), of wanneer het deel uitmaakt van bepaalde verbindingen. Aldus verschilt het atoomvolume van Z in de ZB -verbinding van de Z in de ZB -verbinding.

Omdat? Om het te begrijpen is het noodzakelijk om de atomen te vergelijken met bijvoorbeeld sommige knikkers. De knikkers hebben hun materiële grens zeer goed gedefinieerd, wat wordt waargenomen dankzij hun briljante oppervlak. Aan de andere kant is de rand van atomen diffuus, hoewel ze op afstand bolvormig kunnen worden beschouwd.

Wat dus een punt bepaalt dat verder gaat dan de atoomgrens is de leegte van de leegte van het vinden van een elektron, en dit punt kan verder of dichter bij de kern zijn, afhankelijk van hoeveel aangrenzende atomen in overweging nemen rond het atoom.

Atomisch volume en radio

Bij het op elkaar inwerken van twee H -atomen in het H -molecuul₂, De posities van hun kernen zijn gedefinieerd, evenals de afstanden tussen hen (internucleaire afstanden). Als beide atomen bolvormig zijn, is de straal de afstand tussen de kern en de diffuse rand:

In het superieure beeld is te zien hoe de kans op het vinden van een elektron afneemt als het weggaat van de kern. Deelt door twee de internucleaire afstand, wordt de atomaire straal verkregen. Vervolgens, uitgaande van een sferische geometrie voor atomen, wordt de formule gebruikt om het volume van een bol te berekenen:

V = (4/3) (pi) r³

In deze uitdrukking is r de atomaire straal bepaald voor het H -molecuul₂. De V -waarde berekend door deze kleine precieze methode kan veranderen als bijvoorbeeld h wordt overwogen₂ in vloeibare of metalen toestand. Deze methode is echter zeer onnauwkeurig omdat de vormen van atomen verre van de ideale sfeer in hun interacties zijn.

Om atomaire volumes in vaste stoffen te bepalen, worden rekening gehouden met veel variabelen met betrekking tot de opstelling en die worden verkregen door X -Ray Diffraction Studies.

Extra formule

De molaire massa drukt de hoeveelheid materie uit met een mol atomen van een chemisch element.

De eenheden zijn g/mol. Aan de andere kant is de dichtheid het volume dat een gram van het element bezet: G/ML. Omdat de atomaire volume -eenheden ml/mol zijn, moet je spelen met de variabelen om de gewenste eenheden te bereiken:

• (g/mol) (ml/g) = ml/mol

Of wat hetzelfde is:

• (Molaire massa) (1/d) = V
• (Molaire massa/d) = V

Aldus kan het volume van een mol atomen van een element gemakkelijk berekenen; Terwijl met de formule van het sferische volume het volume van een individueel atoom wordt berekend.

Om deze waarde van de eerste te bereiken, is een conversie nodig door het Avogadro -nummer (6.02 · 10^-23)).

Hoe varieert het atomaire volume in het periodiek systeemtabel?

Als de atomen als bolvormig worden beschouwd, zal hun variatie hetzelfde zijn dat wordt waargenomen in atomaire radio's. In het superieure beeld, dat de representatieve elementen toont, wordt geïllustreerd dat van rechts naar links de atomen dwerg; Aan de andere kant worden deze van boven naar beneden meer omvangrijk.

Dit komt omdat in dezelfde periode de kern protonen opneemt terwijl deze naar rechts beweegt. Deze protonen oefenen een aantrekkingskracht uit op externe elektronen, die een effectieve nucleaire belasting voelen Z_EF, Minor dan echte nucleaire belasting z.

De elektronen van de interne lagen afstoten die van de buitenste laag, waardoor het effect van de kern erop wordt verminderd; Dit staat bekend als het schermeffect. In dezelfde periode kan het schermeffect de toename van het aantal protonen niet tegengaan, zodat de elektronen van de binnenste laag de samentrekking van atomen niet voorkomen.

Bij het afdalen in een groep worden echter nieuwe energieniveaus ingeschakeld, waardoor elektronen de kern kunnen draaien. Evenzo wordt het aantal elektronen in de binnenste laag verhoogd, waarvan de afschermingseffecten worden verlaagd als de kern weer protonen toevoegt.

Om deze redenen wordt op prijs gesteld dat groep 1A de meest omvangrijke atomen heeft, in tegenstelling tot de kleine atomen van groep 8a (of 18), die van edelgassen.

Atomische volumes van overgangsmetalen

De atomen van overgangsmetalen nemen elektronen op in interne orbitalen D. Deze toename van het schermeffect en, evenals de echte nucleaire belasting z, zijn bijna even geannuleerd, zodat hun atomen in dezelfde periode een vergelijkbare grootte behouden.

Met andere woorden: in een periode vertonen overgangsmetalen vergelijkbare atoomvolumes. Deze kleine verschillen zijn echter enorm significant bij het definiëren van metaalkristallen (alsof het metalen knikkers zijn).

Atomic volume voorbeelden

Er zijn twee wiskundige formules beschikbaar om het atomaire volume van één element te berekenen, elk met de overeenkomstige voorbeelden.

voorbeeld 1

Gegeven de atomaire radiogogen -37 pm (1 picometer = 10^-12m) -en en de cesium -265 pm-, bereken uw atoomvolumes.

Met behulp van de bolvormige volumeformule heb je dan:

V_H= (4/3) (3.14) (15.00 uur)³= 212.07 PM³

V_CS= (4/3) (3.14) (265 PM)³= 77912297.67 PM³

Deze volumes uitgedrukt in picometers zijn echter exorbitant, dus transformeren ze in Angstrom -eenheden, waardoor ze zich vermenigvuldigen met de conversiefactor (1Å/100pm)³:

(212.07 PM³) (1Å/100pm)³= 2.1207 × 10^-4 NAAR³

(77912297.67 PM³) (1Å/100pm)³= 77,912 ų

Aldus worden de verschillen in grootte tussen het kleine H -atoom en het volumineuze atoom van CS numeriek bewezen. Het is noodzakelijk om rekening te houden met dat deze berekeningen niets meer zijn dan benaderingen onder de verklaring dat een atoom volledig bolvormig is, dat de realiteit scheidt.

Voorbeeld 2

De dichtheid van puur goud is 19,32 g/ml en de molaire massa is 196,97 g/mol. Het toepassen van de M/D -formule om het volume van een mol goudatomen te berekenen, het volgende is:

V_Au= (196,97 g/mol)/(19,32 g/ml) = 10,19 ml/mol

Dat wil zeggen, dat 1 mol gouden atomen 10,19 ml bezetten, maar welk volume in het bijzonder een gouden atoom bezet? En hoe het in PM -eenheden uit te drukken³? Pas hiervoor gewoon de volgende conversiefactoren toe:

(10.19 ml/mol) · (mol/6.02 · 10^-23 atomen) · (1 m/100 cm)³· (1 pm/10^-12M)³= 16.92 · 10⁶ p.m³

Aan de andere kant is de atomaire straal van goud 166 uur. Als beide volumes worden vergeleken - degene die is verkregen door de vorige methode en die wordt berekend met de formule van het sferische volume - zal worden gevonden dat ze niet dezelfde waarde hebben:

V_Au= (4/3) (3.14) (166 uur)³= 19,15 · 10⁶ p.m³

Welke van de twee is dichter bij de geaccepteerde waarde? Degene die het dichtst in de buurt is van de experimentele resultaten verkregen door x -ray diffractie van de kristallijne structuur van goud.