Размер атомов на основе атомного номера

Атомы не имеют резких внешних границ. Все эти вещи и облака являются вероятностными. Электроны всегда имеют ненулевой шанс оказаться сколь угодно далеко от ядра и так далее.

Более того, визуальный размер атома будет зависеть от частоты света, который человек использует, чтобы «увидеть» атом, и так далее.

Предполагая, что вы понимаете все эти заявления об отказе от ответственности и вам нужно только некоторое математическое ожидание и только его оценка, потому что не существует аналитической формулы, кроме водорода, вот почему все атомные радиусы сравнимы с радиусом Бора.$a_0$, независимо от$Z$:

http://en.wikipedia.org/wiki/Бор_радиус

Пренебрежем электрон-электронными взаимодействиями. В этом случае мы имеем$Z$электронов в радиальном электростатическом потенциале. Сам радиус Бора равен

Однако, как и в модели атома Бора при правильном масштабировании, радиус орбиты для квантового числа$n$- это несколько неверно истолковано как$l$в модели Бора - идет как$n^2$. Так что если$n\sim Z^{1/2}$, затем$n^2\sim Z$, и это увеличение радиуса на$Z$отменяет уменьшение размера, вызванное более сильным потенциалом, индуцированным более сильным ядром, как обсуждалось в начале расчета.

Таким образом, радиус будет близок к$a_0$независимо от$Z$. Самовоздействие электронов изменит типичный радиус внешней оболочки только на «десятки процентов», выражаясь словами. Как говорит Владимир, отрицательные ионы будут включать в себя больше электронов, поэтому они будут значительно больше, чем$a_0$в то время как положительные ионы удалят часть электронов, поэтому положительные ионы будут меньше, чем$a_0$.

Поскольку различные элементы различаются по электроотрицательности, атомы, такие как Li, Na, K, Rb и т. д., будут больше — с дополнительным электроном в новой оболочке — в то время как атомы, такие как He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn будут больше. быть меньше, только что заполнив последнюю оболочку - так же, как положительные ионы. Смотрите наглядную таблицу размеров атомов здесь:

http://intro.chem.okstate.edu/1314F00/Lecture/Chapter7/Lec111300.html

Можно видеть, что при оценке вещей «ковалентные радиусы» все еще увеличиваются с ростом$Z$немного. Это потому, что центральный потенциал, который я принял за$Ze$, на самом деле растет менее быстро с$Z$как только будут приняты во внимание электрон-электронные взаимодействия (поскольку с точки зрения внешнего электрона внутренние электроны экранируют большую часть электрического заряда протонов в ядре).

Размеры атомов удивительно близки к$a_0$когда в основном состоянии. Это отрицательные/положительные ионы, которые значительно больше/меньше.

В Википедии есть две периодические таблицы с атомными радиусами : одна эмпирически измерена ковалентными радиусами, а другая теоретически смоделирована для отдельных атомов. Они дают разные числа и узоры.

В смоделированной таблице атомный радиус имеет довольно плавный характер, увеличиваясь по мере увеличения периода и уменьшения группы (т. е. перемещаясь вниз и влево по таблице). Причина этого заключается в том, что дополнительные оболочки больше, но большее количество электронов (и протонов) связывается более прочно.

В эмпирической таблице нет данных для элементов, которые не имеют легко измеряемых ковалентных соединений, поэтому нет цифр для благородных газов. Судя по имеющимся у него данным, есть пики около цезия и теллура; неметаллов, как правило, заметно меньше. Образцы не монотонны: например, молибден больше, чем хром или вольфрам, а осмий меньше, чем рений или иридий.

Площадь поперечного сечения будет пропорциональна квадрату радиуса.