Ну, что ж, в рамках предыдущих 10! серий (вы можете найти их на канале) мы осветили тему строения атома, причём ровно в таком объёме, какой позволит нам без труда понять абсолютно все базовые химические закономерности.
Следующей супер важной темой на нашем пути станет тема атомного радиуса, именно она призвана внести в наше сознание понимание того, почему те или иные атомы ведут себя так, а не иначе при образовании более сложных соединений. Кроме того, атомный радиус - это первое понятие, которое раскроет перед нами ценность Периодической системы химических элементов Менделеева, обо всё этом ниже!
Если в математике радиус - это расстояние от центра до границы окружности, то в химии центром будет ядро, а границей окружности - электроны на внешнем энергетическом уровне.
Итак
* Атомный радиус - это условная величина, характеризующая удалённость электронов на внешнем энергетическом уровне от ядра. (условная, т.к. мы не будем использовать никаких единиц измерения).
Почему это важно? Вспоминайте, мы уже говорили с Вами, что именно электроны участвуют в образовании химической связи, причем чаще всего это электроны именно внешнего энергетического уровня, и такие электроны мы будем называть валентными.
А теперь попробуем понять следующую мысль: почему систему Менделеева называют периодической? Дело в том, что химические свойства атомов химических элементов изменяются совершенно определённым (периодическим) образом.
Чтобы прочувствовать этот момент обратимся к самой таблице: у нас есть периоды и группы, попробуем сравнить атомные радиусы двух соседних по подгруппе элементов - натрия Na и калия K.
Для этого рассмотрим их электронные формулы:
Довольно очевидно, что электроны на внешнем - четвёртом! - энергетическом уровне атома калия K более удалены от ядра, чем электроны на внешнем - третьем - энергетическом уровне атома натрия Na. Это значит, что атомный радиус К больше, чем атомный радиус Na, что мы можем обозначить следующим образом: r(Na) < r(K). Казалось бы, что из этого вытекает? Но! Так как данные атомы являются соседями по главной подгруппе первой группы, то из данного конкретного примера мы можем выделить закономерность изменения атомного радиуса в рамках любой подгруппы во всей таблице Менделеева!
Действуем! Атомный радиус возрастает от одного соседа по подгруппе Na к другому соседу K (сверху вниз), значит:
В переделах подгруппы в ПСХЭ (периодической системе химических элементов), сверху вниз, атомный радиус возрастает!
это довольно просто понять, учитывая, что в пределах одной подгруппы увеличивается номер периода каждого элемента, то есть увеличивается число энергетических уровней, соответственно электроны на внешнем энергетическом уровне оказываются всё более удалены от ядра.
Эта закономерность уже совсем скоро обозначит нам своё влияние на химические свойства атомов данных химических, а пока мы продолжаем:
А как быть в следующем случае: попробуем рассмотреть изменение атомного радиуса в пределах периода, для этого рассмотрим соседей по периоду: атомы Na и Mg:
Нам понадобятся их электронные формулы:
Число энергетических уровней у данных атомов одинаково, и разница в атомных радиусах уже не столь очевидна, верно? Вы можете даже подумать, что атомные радиусы данных атомов одинаковы, но это не так! Чтобы это понять, давайте подумаем, какие силы действуют между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, как между разноимённо заряженными частицами? Конечно! Силы притяжения. Вспоминаем закон Кулона: разноимённо заряженные частицы притягиваются, причём сила их взаимного притяжения прямо пропорциональна зарядам этих частиц и обратно пропорциональна расстоянию между ними. То есть, чем выше заряд ядра, тем сильнее оно притягивает электроны! Возвращаемся к нашему примеру - заряд ядра Na равен +11, а заряд ядра Mg = +12, значит, ядро атома Mg по сравнению с ядром атома Na сильнее тянет на себя электроны, как итог по сравнению с атомом Na, атом Mg как бы сжимается, и мы получаем, что
r (Na) > r (Mg) (если необходимо, вернитесь к ходу моих мыслей).
То есть, атомный радиус натрия оказывается больше, чем атомный радиус магния. Отсюда можем сделать вывод: если от одного соседа по третьему периоду, атома Na, к другому соседу по третьему периоду, атому Mg, (слева направо) атомный радиус уменьшается, значит можно сформулировать новую закономерность:
* в пределах любого периода (слева направо) атомный радиус будет уменьшаться!
Эта закономерность тоже уже очень скоро найдёт отражение в рассматриваемых нами химических свойствах, а пока подведём итог:
На этом наш текущий разговор подходит к концу.
В следующей серии мы выясним, какими интересами руководствуются атомы, образуя химические связи, и какую роль при этом играет атомный радиус.
А чтобы работать в этом направлении, следить за развитием нашей химической мысли, предлагаю подписаться на канал. Спасибо.