Promień walencyjny - Polski Serwis Naukowy

Promień walencyjny atomów, zwany też czasami promieniem kowalencyjnym – średnia odległość najdalej położonych od jądra atomu elektronów występująca w pojedynczych wiązaniach chemicznych tworzonych przez te atomy. Można też powiedzieć, że promień walencyjny jest równy połowie średniej długości pojedynczych wiązań chemicznych jakie zwykle tworzy dany atom.

Jądro atomowe – centralna część atomu zbudowana z jednego lub więcej protonów i neutronów, zwanych nukleonami. Jądro stanowi niewielką część objętości całego atomu, jednak to w jądrze skupiona jest prawie cała masa. Przemiany jądrowe mogą prowadzić do powstawania ogromnych ilości energii. Niewłaściwe ich wykorzystanie może stanowić zagrożenie dla środowiska.

Angstrem – jednostka długości równa 10-10 m. Oznaczenie: Å. Nie jest jednostką układu SI. Służy do liczbowego wyrażania wartości bardzo małych długości, porównywalnych z rozmiarami atomów. Często stosowany w chemii i fizyce przy opisywaniu obiektów i zjawisk zachodzących w skali atomowej, gdzie posługiwanie się jednostkami układu SI wymagałoby używania ułamków (1 Å = 0,1 nm) lub liczbami rzędu setek (1 Å = 100 pm). Przykładowo atom wodoru ma promień rzędu 0,5 Å, a długość wiązania H-H w cząsteczkach H2 to nieco więcej niż 1 Å. Jednostka ta używana jest też do oznaczania długości fal promieniowania, np. widzialnego, ultrafioletowego, rentgenowskiego i in.

Atomy tworzą między sobą wiązania chemiczne o różnej długości w zależności od ogólnej konfiguracji cząsteczki i narzuconych przez jej geometrię kątów tych wiązań. Stwierdzono jednak, że poza pewnymi skrajnymi przypadkami, długość wiązań między dwoma dowolnymi atomami A i B (wiązanie A-B) jest równa średniej z długości wiązań A-A i B-B z dokładnością do +-0.03 Å.

Promień jonowy - to promień Van der Waalsa jonu, czyli odległość najbardziej oddalonych elektronów od jądra atomu w przypadku jonów utworzonych z jednego atomu, lub też od geometrycznego centrum jonów złożonych z większej liczby atomów.

Promień van der Waalsa - odległość najdalszych elektronów od jądra atomowego (w przypadku pojedynczego atomu) lub od geometrycznego środka cząsteczki. Wyobrażając sobie atom lub cząsteczkę jako kulę, której powierzchnię tworzą najdalej położone od centrum elektrony, promień van der Waalsa jest po prostu promieniem tej kuli. Chociaż takie uproszczenie jest z punktu widzenia mechaniki kwantowej całkowicie błędne i naiwne, to jednak sprawdza się ono w wielu praktycznych zastosowaniach.

Znając więc promienie walencyjne dwóch atomów można dość łatwo oszacować długość wiązania pojedynczego tych atomów i takie jest też główne zastosowanie praktyczne tej wielkości. Metoda ta zawodzi jednak zupełnie w przypadku wiązań wielokrotnych oraz gdy na jednym (lub na obu) atomach występuje całkowity ładunek elektryczny. W przypadku wiązań jonowych - lepszą metodą szacowania ich długości jest znajomość promieni jonowych tworzących je atomów.

Promienie walencyjne atomów są o ok. 25-50% mniejsze od promieni van der Waalsa tych samych atomów, które są równe promieniowi chmury elektronowej atomów w stanie wolnym. Wynika to z faktu, że w wiązaniach chmury elektronowe tworzących je atomów częściowo się nakładają.

Porównanie promieni walencyjnych i van der Waalsa dla kilku wybranych atomów (Å):

Zapoznaj się również z: Promień atomowy, wiązanie chemiczne

Tabela promieni kowalencyjnych

Suma dwóch promieni daje długość wiązania, czyli. R(AB) = r(A) + r (B).

Przypisy

P. Pyykkö, M. Atsumi,Chem. Eur. J., 15, 2009,186-197 DOI:10.1002/chem.200800987.
P. Pyykkö, M. Atsumi,Chem. Eur. J., 15, 2009,12770–12779, DOI:10.1002/chem.200901472.
P. Pyykkö, S. Riedel, M. Patzschke,Chem. Eur. J., 11, 2005,3511–3520 DOI:10.1002/chem.200401299.