Atomradius Definition und Trend

Der Atomradius beschreibt die Größe eines Atoms. Es gibt jedoch keine Standarddefinition für diesen Wert. Der Atomradius kann sich auf den Ionenradius, den kovalenten Radius, den metallischen Radius oder den Van-der-Waals-Radius beziehen.

Atomradius-Periodensystem-Trends

Unabhängig davon, nach welchen Kriterien Sie den Atomradius beschreiben, hängt die Größe eines Atoms davon ab, wie weit sich seine Elektronen ausdehnen. Der Atomradius eines Elements nimmt in der Regel zu, je weiter Sie in einer Elementgruppe nach unten gehen. Das liegt daran, dass die Elektronen dichter werden, wenn Sie sich über das Periodensystem bewegen. Während also mehr Elektronen für Elemente mit zunehmender Ordnungszahl vorhanden sind, kann sich der Atomradius verringern. Der Atomradius, der sich entlang einer Elementperiode oder -spalte bewegt, nimmt tendenziell zu, da für jede neue Zeile eine zusätzliche Elektronenhülle hinzugefügt wird. Im Allgemeinen befinden sich die größten Atome links unten im Periodensystem.

Atomradius versus Ionenradius

Der Atom- und Ionenradius ist für Atome neutraler Elemente wie Argon, Krypton und Neon gleich. Viele Atome von Elementen sind jedoch stabiler als Atomionen. Wenn das Atom sein äußerstes Elektron verliert, wird es zu einem Kation oder positiv geladenen Ion. Beispiele hierfür sind K⁺ und Na⁺. Einige Atome können mehrere äußere Elektronen verlieren, wie z. B. Ca.²⁺. Wenn Elektronen von einem Atom entfernt werden, kann es seine äußerste Elektronenhülle verlieren, wodurch der Ionenradius kleiner als der Atomradius wird.

Im Gegensatz dazu sind einige Atome stabiler, wenn sie ein oder mehrere Elektronen aufnehmen und ein Anion oder ein negativ geladenes Atomion bilden. Beispiele hierfür sind Cl^- und F^-. Da keine weitere Elektronenhülle hinzugefügt wird, ist der Größenunterschied zwischen dem Atomradius und dem Ionenradius eines Anions nicht so groß wie bei einem Kation. Der Radius der Anionenionen ist gleich oder geringfügig größer als der Atomradius.

Insgesamt ist der Trend für den Ionenradius derselbe wie für den Atomradius: Zunahme der Größe, die sich über das Periodensystem bewegt, und Abnahme der Bewegung im Periodensystem. Es ist jedoch schwierig, den Ionenradius zu messen, nicht zuletzt, weil sich geladene Atomionen gegenseitig abstoßen.

Messung des Atomradius

Sie können Atome nicht unter ein normales Mikroskop stellen und ihre Größe messen - obwohl Sie dies "irgendwie" mit einem Rasterkraftmikroskop tun können. Außerdem sitzen Atome nicht still, um untersucht zu werden. Sie sind ständig in Bewegung. Daher ist jedes Maß für den Atom- (oder Ionen-) Radius eine Schätzung, die eine große Fehlerspanne enthält. Der Atomradius wird anhand des Abstands zwischen den Kernen zweier Atome gemessen, die sich kaum berühren, dh die Elektronenschalen der beiden Atome berühren sich nur. Dieser Durchmesser zwischen den Atomen wird durch zwei geteilt, um den Radius zu ergeben. Es ist jedoch wichtig, dass sich die beiden Atome keine chemische Bindung teilen (z. B. O₂, H₂), weil die Bindung eine Überlappung der Elektronenschalen oder einer gemeinsamen Außenschale impliziert.

Die in der Literatur angegebenen Atomradien von Atomen sind in der Regel empirische Daten von Kristallen. Für neuere Elemente sind die Atomradien theoretische oder berechnete Werte, basierend auf der wahrscheinlichen Größe der Elektronenschalen.

Wie groß sind Atome??

Ein Pikometer ist ein Billionstel Meter.

• Der Atomradius des Wasserstoffatoms beträgt etwa 53 Pikometer.
• Der Atomradius eines Eisenatoms beträgt etwa 156 Pikometer.
• Das größte gemessene Atom ist Cäsium mit einem Radius von etwa 298 Pikometern.