by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Πέτρος Μάλλιος στις 11 Οκτώβριος 2012 στις 23:37 στην ομάδα Χημεία Γ΄Λυκείου
Στο βιβλίο της 3ης Λυκείου αναφέρεται, μέσω του σχήματος,
ότι η ατομική ακτίνα του ιωδίου (5η περίοδος) είναι μικρότερη αυτής του λιθίου (2η περίοδος).
Αυτό πως το εξηγούμε;
Πέτρο
Το Li έχει nεξωτερικό=2
Το Ι έχει nεξωτερικό=5
Από αυτό και μόνο όμως, δεν μπορούμε να προβλέψουμε ποιο έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα.
Το Ζ* του Ι είναι πολύ μεγαλύτερο από το Ζ* του Li.
Στην περίπτωσή μας το Ζ* παίζει σημαντικότερο ρόλο από το nεξωτερικό. Συγκεκριμένα για τις ατομικές ακτίνες των δύο αυτών στοιχείων ισχύει:
Ατομική ακτίνα Ι = 140 pm
Ατομική ακτίνα Li = 152 pm
Έτσι βλέπουμε ότι, ένα στοιχείο προηγούμενης περιόδου, μπορεί να έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα από ένα στοιχείο επόμενης περιόδου.
Το nεξωτερικό, μπορεί να μας δώσει ασφαλή συμπεράσματα για την ατομική ακτίνα, μόνο όταν συγκρίνουμε στοιχεία που ανήκουν στην ίδια ομάδα.
… θα ξαναγράψω άλλη μία φορά ότι οι γενικεύσεις που καλούμε τους μαθητές της Γ να μάθουν περί της μεταβολής ορισμένων ιδιοτήτων μπορούν να οδηγήσουν σε λάθη και παρανοήσεις.
Ξαναγράφω λοιπόν ότι στον ΠΠ ” ισχύουν 5 κανόνες που έχουν 5ΟΟ εξαιρέσεις …”
Στο ερώτημα του Πέτρου …
“… Η σημαντική μείωση της ατομικής ακτίνας των στοιχείων που ανήκουν στην p-ενότητα σε σχέση με τα στοιχεία που ανήκουν στην s-ενότητα, οφείλεται στην παρεμβολή των στοιχείων μετάπτωσης ανάμεσα στις δύο ενότητες (σημείωση δική μου … δηλ στην προσθήκη εσωτερικών ηλεκτρονίων ) , η οποία προκαλεί σημαντική αύξηση στον ατομικό αριθμό και κατά συνέπεια, σημαντική αύξηση στο φορτίο του πυρήνα. Για παράδειγμα, στην τέταρτη περίοδο η ατομική ακτίνα του γαλλίου είναι κατά πολύ μικρότερη αυτής του ασβεστίου, που είναι το ακριβώς προηγούμενο κύριο στοιχείο σε αυτήν την περίοδο, επειδή ανάμεσα τους παρεμβάλλεται ένας μεγάλος αριθμός στοιχείων μετάπτωσης (10 στοιχεία).
Αντιθέτως, όταν δεν υφίσταται αυτή η παρεμβολή, όπως στην τρίτη περίοδο, η μείωση του ατομικού μεγέθους είναι πολύ μικρή (σύγκρινε τα μεγέθη του Mg που βρίσκεται πάνω από το Ca με το Al που βρίσκεται πάνω από το Ga). Επίσης, παρ’ ότι το Ga έχει ως κύρια εξωτερική στοιβάδα την τέταρτη (n=4) και θεωρητικά θα έπρεπε να είχε μεγαλύτερο μέγεθος από αυτό του Al που έχει ως κύρια εξωτερική στοιβάδα την τρίτη (n=3), πρακτικά έχει παραπλήσιο μέγεθος (σχήμα 1.19). Η αντίφαση αυτή οφείλεται στην πολύ μεγάλη αύξηση του φορτίου του πυρήνα που ωθεί τα ηλεκτρόνια να βρίσκονται πιο κοντά στον πυρήνα του Ga από ότι στον πυρήνα του Al.
Επίσης …
“…Τα πρώτα στοιχεία κάθε κύριας ομάδας έχουν σαφώς διαφοροποιημένες ιδιότητες από όλα τα άλλα στοιχεία της ίδιας ομάδας, γεγονός που οφείλεται κυρίως στο πολύ μικρότερο μέγεθος τους. Γενικά, τα πρώτα στοιχεία κάθε κύριας ομάδας προσομοιάζουν ως προς τις ιδιότητες τους στα στοιχεία των αμέσως επόμενων κυρίων ομάδων που βρίσκονται διαγωνίως ως προς αυτά. Για παράδειγμα, το Li προσομοιάζει στο Mg, το Be στο Al, το B στο Si κλπ…”
Τέλος θα πρόσθετα ότι είναι εξαιρετικά παρακινδυνευμένη η γενίκευση των κανόνων της περιοδικότητας ιδιοτήτων στοιχείων του ΠΠ , όταν αυτά ανήκουν σε διαφορετικές ομάδες και διαφορετικές περιόδους.