ปริมาณอะตอมมันแตกต่างกันไปในตารางธาตุและตัวอย่าง



ปริมาณอะตอม เป็นค่าสัมพัทธ์ที่ระบุความสัมพันธ์ระหว่างมวลโมลาร์ขององค์ประกอบและความหนาแน่น ดังนั้นปริมาตรนี้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นขององค์ประกอบและความหนาแน่นขึ้นอยู่กับเฟสและการเรียงตัวของอะตอมภายใน.

ดังนั้นปริมาตรอะตอมของธาตุ Z จึงไม่เหมือนกันในเฟสอื่นที่แตกต่างจากที่จัดแสดงที่อุณหภูมิห้อง (ของเหลวของแข็งหรือก๊าซ) หรือเมื่อเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบบางอย่าง ดังนั้นปริมาตรอะตอมของ Z ในสารประกอบ ZA จึงแตกต่างจาก Z ในสารประกอบ ZB.

ทำไม? เพื่อให้เข้าใจได้มีความจำเป็นต้องเปรียบเทียบอะตอมด้วยหินอ่อน หินอ่อนเช่นภาพสีน้ำเงินของภาพเหนือกว่าได้กำหนดเส้นขอบวัสดุไว้อย่างดีซึ่งสังเกตได้จากพื้นผิวที่สวยงาม ในทางตรงกันข้ามขอบเขตของอะตอมจะกระจายแม้ว่าจะสามารถพิจารณาได้จากระยะไกล.

ดังนั้นสิ่งที่กำหนดจุดเกินขอบเขตของอะตอมคือความน่าจะเป็นที่ว่างของการหาอิเล็กตรอนและจุดนี้อาจไกลหรือใกล้ชิดกับนิวเคลียสขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมที่อยู่ใกล้เคียงที่มีปฏิสัมพันธ์กับอะตอม.

ดัชนี

  • 1 ปริมาตรและรัศมีของอะตอม
  • 2 สูตรเพิ่มเติม
  • 3 ปริมาตรอะตอมแตกต่างกันอย่างไรในตารางธาตุ?
    • 3.1 ปริมาณอะตอมของโลหะทรานซิชัน
  • 4 ตัวอย่าง
    • 4.1 ตัวอย่าง 1
    • 4.2 ตัวอย่างที่ 2
  • 5 อ้างอิง

ปริมาตรและรัศมีของอะตอม

โดยการโต้ตอบสองอะตอม H ในโมเลกุล H2, ตำแหน่งของนิวเคลียสจะถูกกำหนดเช่นเดียวกับระยะทางระหว่างพวกเขา (ระยะทางนิวเคลียร์) ถ้าอะตอมทั้งสองเป็นทรงกลมรัศมีคือระยะห่างระหว่างนิวเคลียสและขอบเขตการกระจาย:

ในภาพด้านบนจะเห็นได้ว่าความน่าจะเป็นของการค้นพบอิเล็กตรอนจะลดลงอย่างไรเมื่อมันเคลื่อนที่ออกจากนิวเคลียส การหารระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ระหว่างสองจะได้รัศมีของอะตอม ต่อไปสมมติว่ารูปทรงกลมสำหรับอะตอมเราใช้สูตรเพื่อคำนวณปริมาตรของทรงกลม:

V = (4/3) (Pi) r3

ในนิพจน์นี้ r คือรัศมีอะตอมที่กำหนดสำหรับโมเลกุล H2. ค่าของ V ที่คำนวณโดยวิธีที่ไม่แม่นยำนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้เช่นหากพิจารณาเป็น H2 ในสถานะของเหลวหรือโลหะ อย่างไรก็ตามวิธีนี้ไม่ถูกต้องมากเนื่องจากรูปร่างของอะตอมอยู่ห่างจากทรงกลมอุดมคติในการโต้ตอบ.

ในการกำหนดปริมาตรอะตอมมิกในของแข็งจะต้องคำนึงถึงตัวแปรจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงและได้รับจากการศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์.

สูตรเพิ่มเติม

มวลโมลาร์แสดงปริมาณของสสารที่มีหนึ่งโมลของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี.

หน่วยของมันคือ g / mol ในอีกทางหนึ่งความหนาแน่นคือปริมาณที่ใช้หนึ่งกรัมขององค์ประกอบ: g / mL เนื่องจากหน่วยของปริมาตรอะตอมคือ mL / mol คุณต้องเล่นกับตัวแปรเพื่อไปถึงหน่วยที่ต้องการ:

(g / mol) (mL / g) = mL / mol

หรือเหมือนกันคืออะไร:

(มวลก้อนกราม) (1 / D) = V

(มวลก้อน / โมลาร์) = V

ดังนั้นสามารถคำนวณปริมาณของโมลหนึ่งอะตอมขององค์ประกอบได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่สูตรของปริมาตรทรงกลมปริมาตรของอะตอมแต่ละตัวจะถูกคำนวณ ในการเข้าถึงค่านี้ตั้งแต่แรกจำเป็นต้องมีการแปลงผ่านหมายเลขของ Avogadro (6.02 · 10)-23).

ปริมาตรอะตอมแตกต่างกันอย่างไรในตารางธาตุ?

ถ้าอะตอมถูกพิจารณาว่าเป็นทรงกลมความแปรปรวนของมันจะเหมือนกับที่สังเกตในรัศมีอะตอม ในภาพด้านบนซึ่งแสดงองค์ประกอบที่เป็นตัวแทนนั้นจะแสดงให้เห็นว่าจากขวาไปซ้ายแคระอะตอม; แต่จากบนลงล่างสิ่งเหล่านี้มีมากมาย.

นี่เป็นเพราะในช่วงเวลาเดียวกันนิวเคลียสจะรวมโปรตอนเมื่อมันเคลื่อนที่ไปทางขวา โปรตอนเหล่านี้มีแรงดึงดูดที่น่าดึงดูดใจต่ออิเล็กตรอนภายนอกซึ่งรู้สึกว่ามีประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ Zเอฟเอฟ, น้อยกว่าค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นจริง Z.

อิเล็กตรอนของเลเยอร์ชั้นในจะขับไล่พวกชั้นนอกออกไปลดผลกระทบของนิวเคลียสบนสิ่งเหล่านี้ สิ่งนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์หน้าจอ ในช่วงเวลาเดียวกันเอฟเฟกต์หน้าจอไม่สามารถจัดการกับการเพิ่มจำนวนของโปรตอนดังนั้นอิเล็กตรอนในชั้นในจะไม่ป้องกันการหดตัวของอะตอม.

อย่างไรก็ตามโดยการลดระดับลงมาในกลุ่มระดับพลังงานใหม่จะเปิดใช้งานซึ่งช่วยให้อิเล็กตรอนไปยังวงโคจรไกลออกไปจากนิวเคลียส นอกจากนี้จำนวนของอิเล็กตรอนในเลเยอร์ชั้นในเพิ่มขึ้นซึ่งผลการป้องกันเริ่มลดลงถ้านิวเคลียสเพิ่มโปรตอนอีกครั้ง.

ด้วยเหตุผลเหล่านี้จะเห็นได้ว่ากลุ่ม 1A มีอะตอมที่มีขนาดใหญ่ที่สุดซึ่งแตกต่างจากอะตอมเล็ก ๆ ของกลุ่ม 8A (หรือ 18) ซึ่งเป็นก๊าซมีตระกูล.

ปริมาณอะตอมของโลหะทรานซิชัน

อะตอมของโลหะทรานซิชันจะรวมอิเล็กตรอนเข้ากับวงโคจรภายใน d การเพิ่มเอฟเฟกต์หน้าจอนี้และค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์ที่แท้จริง Z ถูกยกเลิกเกือบเท่า ๆ กันดังนั้นอะตอมของพวกเขายังคงมีขนาดใกล้เคียงกันในช่วงเวลาเดียวกัน.

กล่าวอีกนัยหนึ่ง: ในช่วงเวลาหนึ่งช่วงการเปลี่ยนภาพจะแสดงปริมาณอะตอมที่คล้ายกัน อย่างไรก็ตามความแตกต่างเล็ก ๆ เหล่านี้มีความสำคัญอย่างมากเมื่อกำหนดคริสตัลโลหะ (ราวกับว่าพวกเขาเป็นหินอ่อนโลหะ).

ตัวอย่าง

มีสูตรทางคณิตศาสตร์สองสูตรเพื่อคำนวณปริมาตรอะตอมมิกขององค์ประกอบโดยแต่ละสูตรมีตัวอย่างที่สอดคล้องกัน.

ตัวอย่างที่ 1

รับรัศมีอะตอมของไฮโดรเจน -37 น. (1 picometer = 10-12m) - และซีเซียม -265 pm- คำนวณปริมาตรอะตอมของมัน.

เมื่อใช้สูตรของปริมาตรทรงกลมเราก็จะได้:

VH= (4/3) (3.14) (37 น.)3= 212.07 น3

VCs= (4/3) (3.14) (265 น.)3= 77912297,67 น3

อย่างไรก็ตามปริมาตรเหล่านั้นที่แสดงใน pyrometers นั้นสูงเกินไปดังนั้นมันจึงถูกเปลี่ยนเป็นหน่วยของอังสตรอมม์คูณด้วยอัตราการแปลง (1Å / 100pm)3:

(212.07 น3) (1Å / 100pm)3= 2.1207 × 10-4 Å3

(77912297,67 น.)3) (1Å / 100pm)3= 77,912 Å3

ดังนั้นความแตกต่างในขนาดระหว่างอะตอมขนาดเล็กของ H และอะตอมขนาดใหญ่ของ Cs ยังคงชัดเจนตัวเลข มันจะต้องเป็นพาหะในใจว่าการคำนวณเหล่านี้เป็นเพียงการประมาณภายใต้การเรียกร้องว่าอะตอมเป็นทรงกลมทั้งหมดซึ่งเดินอยู่ในหน้าของความเป็นจริง.

ตัวอย่างที่ 2

ความหนาแน่นของทองคำบริสุทธิ์คือ 19.32 g / mL และมวลโมลาร์ของมันคือ 196.97 g / mol การใช้สูตร M / D เพื่อคำนวณปริมาตรของอะตอมของทองคำหนึ่งโมลมีดังต่อไปนี้:

VAu= (196.97 g / mol) / (19.32 g / mL) = 10.19 mL / mol

นั่นคืออะตอมของทองคำ 1 โมลมีขนาด 10.19 มิลลิลิตร แต่อะตอมทองคำมีปริมาตรเท่าไร? และวิธีการแสดงมันในหน่วยของน3? สำหรับเรื่องนี้เพียงแค่ใช้ปัจจัยการแปลงต่อไปนี้:

(10.19 mL / mol) · (mol / 6.02 · 10)-23 อะตอม) · (1 m / 100 cm)3· (13.00 น. / 10 น.)-12เมตร)3= 16,92 · 106 น3

ในทางตรงกันข้ามรัศมีอะตอมของทองคำคือ 166 น. หากคุณเปรียบเทียบทั้งสองเล่ม - อันที่ได้จากวิธีก่อนหน้าและที่คำนวณด้วยสูตรของไดรฟ์ทรงกลม - คุณจะพบว่าพวกเขาไม่มีค่าเท่ากัน:

VAu= (4/3) (3.14) (166 น.)3= 19.15 · 106 น3

ข้อใดของทั้งสองที่ใกล้เคียงกับค่าที่ยอมรับมากที่สุด สิ่งที่ใกล้เคียงกับผลการทดลองที่ได้จากการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของโครงสร้างผลึกทองคำ.

การอ้างอิง

  1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (09 ธันวาคม 2017). นิยามปริมาณอะตอม. สืบค้นเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน 2018 จาก: thoughtco.com
  2. เมย์แฟร์แอนดรูว์ (13 มีนาคม 2018). วิธีการคำนวณปริมาตรของอะตอม sciencing. สืบค้นเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน 2018 จาก: sciencing.com
  3. Wiki Kids Ltd. (2018). เส้นโค้งปริมาณอะตอม Lothar Meyer. สืบค้นเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน 2018 จาก: wonderwhizkids.com
  4. Lumen แนวโน้มเป็นระยะ: รัศมีอะตอม สืบค้นเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน 2018 จาก: courses.lumenlearning.com
  5. Camilo J. Derpich. ปริมาตรและความหนาแน่นของอะตอม. สืบค้นเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน 2018 จาก: es-puraquimica.weebly.com
  6. Whitten, Davis, Peck & Stanley เคมี (8th ed.) CENGAGE Learning, หน้า 222-224.
  7. มูลนิธิ CK-12 (22 กุมภาพันธ์ 2010) ขนาดอะตอมเปรียบเทียบ [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน 2018 จาก: commons.wikimedia.org
  8. มูลนิธิ CK-12 (22 กุมภาพันธ์ 2010). รัศมีอะตอมของ H2. [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน 2018 จาก: commons.wikimedia.org