6.10. Іонні радіуси

Розподіл електронів в іонах лужних елементів і галогенід-іонах показано на рис. 6.20. Неважко помітити, що ці іони дуже схожі на атоми відповідних аргоноїдів, показані в тому самому масштабі на рис. 5.3. Зі збільшенням заряду ядра від +9e для флуорид-іона до +11e для іона Натрію відповідні електронні оболонки сильніше притягуються до ядра, внаслідок чого іон Натрію виявляється приблизно на 30% меншим за флуорид-іон. Атом Неону за своїми розмірами посідає проміжне положення.

ТАБЛИЦЯ 6.2

Кристалічні радіуси деяких іонів, пм

Атоми й іони не мають строго визначеної зовнішньої межі. Функція розподілу електронів зазвичай досягає максимуму для зовнішньої оболонки, а потім асимптотично прямує до нуля зі збільшенням відстані від ядра. Можна визначити кристалічні радіуси для іонів таким чином, що радіуси двох іонів з аналогічними електронними структурами пропорційні відносній протяжності в просторі функцій розподілу електронів для обох іонів і що сума двох радіусів дорівнює відстані між центрами відповідних двох іонів у кристалі. На рис. 6.21 показано відібрані за цією ознакою відносні розміри різних іонів зі структурою аргоноїдів. Деякі значення іонних радіусів наведено в табл. 6.2.

Ці радіуси дають спостережувану відстань між катіоном і аніоном у кристалах, у яких катіон і аніон мають структуру того самого аргоноїда, наприклад Na⁺F^- (обидва іони мають структуру неону) і K⁺Cl^- (обидва іони мають структуру аргону). Спостережувані відстані Na⁺—F^-=231 пм і K⁺—Cl^-=314 пм дорівнюють сумам відповідних радіусів. В інших кристалах, у яких аніони майже торкаються один одного, спостережувана відстань більша за суму радіусів.

Рис. 6.20. Розподіл електронів в іонах лужних металів і галогенідів.

Іон	Радіус	Іон	Радіус	Іон	Радіус	Іон	Радіус	Іон	Радіус	Іон	Радіус
				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