Ковалентный радиус

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Ковалентный радиус в химии — это половина расстояния между ядрами атомов данного элемента, образующими ковалентную связь. За величину ковалентного радиуса принимается половина кратчайшего межатомного расстояния в кристалле простого вещества. Другими словами, если обозначить через X атомы элемента, образующего кристалл с ковалентной связью, то для галогенов ковалентный радиус равен половине длины связи в молекуле X2, для серы и селена — половине длины связи в молекуле X8, а для углерода и кремния он принимается равным половине кратчайшего межатомного расстояния в кристаллах алмаза и кремния.

Ковалентный радиус характеризует распределение электронной плотности вблизи ядра и близок к другим характеристикам распределения электронной плотности (радиус Ван-дер-Ваальса, Боровский радиус для атома водорода и т. п.)

Сумма ковалентных радиусов должна быть равна длине ковалентной связи между двумя атомами, R (AB) = R (A) + R (B).


Таблица ковалентных радиусов[править | править исходный текст]

Значения в таблице основаны на статистическом анализе более чем 228 тысяч экспериментально измеренных длин связей из Кембриджской структурной базы данных (Cambridge Structural Database).[1]. Числа в скобках — оцененные стандартные отклонения в единицах последней значащей цифры. Эта подгонка опирается на предварительно заданные значения ковалентных радиусов углерода, азота и кислорода.

Ковалентные радиусы в пикометрах
H   He
1   2
31(5)   28
Li Be   B C N O F Ne
3 4   5 6 7 8 9 10
128(7) 96(3)   84(3) sp3 76(1)

sp2 73(2)

sp  69(1)

71(1) 66(2) 57(3) 58
Na Mg   Al Si P S Cl Ar
11 12   13 14 15 16 17 18
166(9) 141(7)   121(4) 111(2) 107(3) 105(3) 102(4) 106(10)
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
203(12) 176(10) 170(7) 160(8) 153(8) 139(5) l.s. 139(5)

h.s. 161(8)

l.s. 132(3)

h.s. 152(6)

l.s. 126(3)

h.s. 150(7)

124(4) 132(4) 122(4) 122(3) 120(4) 119(4) 120(4) 120(3) 116(4)
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
220(9) 195(10) 190(7) 175(7) 164(6) 154(5) 147(7) 146(7) 142(7) 139(6) 145(5) 144(9) 142(5) 139(4) 139(5) 138(4) 139(3) 140(9)
Cs Ba La Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
55 56   71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
244(11) 215(11)   187(8) 175(10) 170(8) 162(7) 151(7) 144(4) 141(6) 136(5) 136(6) 132(5) 145(7) 146(5) 148(4) 140(4) 150 150
Fr Ra Ac
87 88  
260 221(2)  
 
  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb
  57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
  207(8) 204(9) 203(7) 201(6) 199 198(8) 198(6) 196(6) 194(5) 192(7) 192(7) 189(6) 190(10) 187(8)
  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm
  89 90 91 92 93 94 95 96
  215 206(6) 200 196(7) 190(1) 187(1) 180(6) 169(3)

Другой подход основывается на самосогласованной оптимизации ковалентных радиусов всех элементов для меньшего набора молекул. Это было сделано отдельно для одинарных (r1)[2], двойных (r2)[3] и тройных (r3)[4] связей для всех элементов, кроме сверхтяжёлых. В нижеследующей таблице, полученной на базе этого подхода, использованы и экспериментальные, и расчётные данные. Тот же самосогласованный подход был использован для соответствующих тетраэдрических ковалентных радиусов[5] для 30 элементов в 48 кристаллах с точностью лучше 1 пикометра.

1(IA) 2(IIA) 3(IIIB) 4(IVB) 5(VB) 6(VIB) 7(VIIB) 8(VIIIB) 9(VIIIB) 10(VIIIB) 11(IB) 12(IIB) 13(IIIA) 14(IVA) 15(VA) 16(VIA) 17(VIIA) 18(VIIIA)
Период
1 1
H
32


Зарядовое число
Химический элемент

 r1 (пм)[2]
 r2 (пм)[3]
 r3 (пм)[4]


2
He
46

2 3
Li
133
124
4
Be
102
90
85

5
B
85
78
73
6
C
75
67
60
7
N
71
60
54
8
O
63
57
53
9
F
64
59
53
10
Ne
67
96
3 11
Na
155
160
12
Mg
139
132
127

13
Al
126
113
111
14
Si
116
107
102
15
P
111
102
94
16
S
103
94
95
17
Cl
99
95
93
18
Ar
96
107
96
4 19
K
196
193
20
Ca
171
147
133
21
Sc
148
116
114
22
Ti
136
117
108
23
V
134
112
106
24
Cr
122
111
103
25
Mn
119
105
103
26
Fe
116
109
102
27
Co
111
103
96
28
Ni
110
101
101
29
Cu
112
115
120
30
Zn
118
120
31
Ga
124
117
121
32
Ge
121
117
121
33
As
121
114
106
34
Se
116
107
107
35
Br
114
109
110
36
Kr
117
121
108
5 37
Rb
210
202
38
Sr
185
157
139
39
Y
163
130
124
40
Zr
154
127
121
41
Nb
147
125
116
42
Mo
138
121
113
43
Tc
128
120
110
44
Ru
125
114
103
45
Rh
125
110
106
46
Pd
120
117
112
47
Ag
128
139
137
48
Cd
136
144
49
In
142
136
146
50
Sn
140
130
132
51
Sb
140
133
127
52
Te
136
128
121
53
I
133
129
125
54
Xe
131
135
122
6 55
Cs
232
209
56
Ba
196
161
149
*
72
Hf
152
128
121
73
Ta
146
126
119
74
W
137
120
115
75
Re
131
119
110
76
Os
129
116
109
77
Ir
122
115
107
78
Pt
123
112
110
79
Au
124
121
123
80
Hg
133
142
81
Tl
144
142
150
82
Pb
144
135
137
83
Bi
151
141
135
84
Po
145
135
129
85
At
147
138
138
86
Rn
142
145
133
7 87
 Fr
223
218
88
Ra
201
173
159
**
104
Rf
157
140
131
105
Db
149
136
126
106
Sg
143
128
121
107
Bh
141
128
119
108
Hs
134
125
118
109
Mt
129
125
113
110
Ds
128
116
112
111
Rg
121
116
118
112
Cn
122
137
130
113
Uut
136

114
Fl
143

115
Uup
162

116
Lv
175

117
Uus
165

118
Uuo
157


* Лантаноиды 57
La
180
139
139
58
Ce
163
137
131
59
Pr
176
138
128
60
Nd
174
137

61
Pm
173
135

62
Sm
172
134

63
Eu
168
134

64
Gd
169
135
132
65
Tb
168
135

66
Dy
167
133

67
Ho
166
133

68
Er
165
133

69
Tm
164
131

70
Yb
170
129

71
Lu
162
131
131
** Актиноиды 89
Ac
186
153
140
90
Th
175
143
136
91
Pa
169
138
129
92
U
170
134
118
93
Np
171
136
116
94
Pu
172
135

95
Am
166
135

96
Cm
166
136

97
Bk
168
139

98
Cf
168
140

99
Es
165
140

100
Fm
167


101
Md
173
139

102
No
176
159

103
Lr
161
141

См. также[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán and Santiago Alvarez (2008). «Covalent radii revisited». Dalton Trans. (21): 2832–2838. DOI:10.1039/b801115j.
  2. 1 2 P. Pyykkö, M. Atsumi (2009). «Molecular Single-Bond Covalent Radii for Elements 1-118». Chemistry: A European Journal 15: 186–197. DOI:10.1002/chem.200800987.
  3. 1 2 P. Pyykkö, M. Atsumi (2009). «Molecular Double-Bond Covalent Radii for Elements Li–E112». Chemistry: A European Journal 15 (46): 12770–12779. DOI:10.1002/chem.200901472..
  4. 1 2 P. Pyykkö, S. Riedel, M. Patzschke (2005). «Triple-Bond Covalent Radii». Chemistry: A European Journal 11 (12): 3511–3520. DOI:10.1002/chem.200401299. PMID 15832398.
  5. P. Pyykkö, (2012). «Refitted tetrahedral covalent radii for solids». Physical Review B 85 (2): 024115, 7 p. DOI:10.1103/PhysRevB.85.024115.