6.10. Ионные радиусы

Распределение электронов в ионах щелочных элементов и галогенид-ионах показано на рис. 6.20. Не трудно заметить, что эти ионы очень похожи на атомы соответствующих аргоноидов, показанные в том же масштабе на рис. 5.3. С увеличением заряда ядра от +9е для фторид-иона до +11е для иона натрия соответствующие электронные оболочки сильнее притягиваются к ядру, в результате чего ион натрия оказывается примерно на 30% меньше фторид-иона. Атом неона по своим размерам занимает промежуточное положение.

ТАБЛИЦА 6.2

Кристаллические радиусы некоторых ионов, пм

Ион	Радиус	Ион	Радиус	Ион	Радиус	Ион	Радиус	Ион	Радиус	Ион	Радиус
				Li⁺	60	Be²⁺	31	B³⁺	20	C⁴⁺	15
O^2-	140	F^-	136	Na⁺	95	Mg²⁺	65	Al³⁺	50	Si⁴⁺	41
S^2-	184	Cl^-	181	K⁺	133	Ca²⁺	99	Sc³⁺	81	Ge⁴⁺	53
Se^2-	198	Br^-	195	Rb⁺	148	Sr²⁺	113	Y³⁺	93	Sn⁴⁺	71
Te^2-	221	I^-	216	Cs⁺	169	Ba²⁺	135	La³⁺	115	Pb⁴⁺	84

Атомы и ионы не имеют строго определенной внешней границы. Функция распределения электронов обычно достигает максимума для внешней оболочки и затем асимптотически стремится к нулю с увеличением расстояния от ядра. Можно определить кристаллические радиусы для ионов таким образом, что радиусы двух ионов с аналогичными электронными структурами пропорциональны относительной протяженности в пространстве функций распределения электронов для обоих тонов и что сумма двух радиусов равна расстоянию между центрами соответствующих двух ионов в кристалле. На рис. 6.21 показаны отобранные по этому признаку относительные размеры различных ионов со структурой аргоноидов. Некоторые значения ионных радиусов приведены в табл. 6.2.

Эти радиусы дают наблюдаемое расстояние между катионом и анионом в кристаллах, в которых катион и анион имеют структуру одного и того же аргоноида, например Na⁺F^- (оба иона имеют структуру неона) и К⁺Сl^- (оба иона имеют структуру аргона). Наблюдаемые расстояния Na⁺—F^-=231 пм и К⁺—Сl^-=314 пм равны суммам соответствующих радиусов. В других кристаллах, в которых анионы почти соприкасаются, наблюдаемое расстояние больше суммы радиусов.

Рис. 6.20. Распределение электронов в ионах щелочных металлов и галогенидов.

Форма поиска

6.10. Ионные радиусы

Вы здесь