Kovalenttinen säde
Kemiassa voidaan arvioida kahden atomin A ja B välinen sidospituus R näiden atomien kovalenttisten säteiden summana, R(AB) = r(A) + r(B). Linus Pauling määritteli säteen r(A) puolittamalla sopivan A-A kovalenttisen sidoksen pituuden. Sidospituuksien ja kovalenttisten säteiden tyypillisiä yksiköitä ovat pikometri (pm) tai Ångström (Å). 1 Å = 100 pm, 1 pm = 10−12 m. Yleisemmin voidaan sovittaa sarja tiettyjen alkuaineiden kovalenttisia säteitä joukkoon mitattuja tai kvanttikemiallisesti laskettuja sidospituuksia antamatta erityisasemaa homonukleaarisille A-A sidoksille tai tietyille alkuaineille, kuten hiilelle. Lisäksi sovitus voidaan tehdä erikseen yksin-, kaksin- tai kolminkertaisille sidoksille. Näin on saatu taulukossa olevat säteet r1, r2 ja r3.
Vahvoja moninkertaisia sidoksia muodostaville alkuaineille kuten hiilelle on voimassa laki r1 > r2 > r3. Eräille vain heikkoja moninkertaissidoksia muodostaville alkuaineille voi esiintyä poikkeamia tästä, jos sidospituuden R moninkertaislyhenemä on pienempi kuin käytettyjen ligandien (kuten C) vastaava lyhenemä. Mainitut säteet r(A) riippuvat oletetusta atomin A naapurien lukumäärästä eli koordinaatioluvusta, CN, erityisesti (d ja f) siirtymämetalleille.
Tetraedriset kovalenttiset säteet on tarkoitettu kiteille, joissa sidoksen A-B kummallakin atomilla on neljä naapuria tetraedrisissa sidoskulmissa. Esimerkkejä kiteistä ovat timantti, binääriset yhdisteet kuten ZnS tai GaAs, kolmen alkuaineen yhdisteet kuten kalkopyriittirakenne CuInS2 jne. Vuonna 2012 julkaistun sovituksen[1] neliöllinen keskipoikkeama on vain 0.67 pm 30 alkuaineelle 48 yhdisteessä.
Taulukko
Ryhmä → | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
(I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII) | |||||||||||||
↓ Jakso | ||||||||||||||||||||
1 | 1 H 32 - - | Alkuaine r1(pm)[2] r2(pm)[3] r3(pm)[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 124 117 121 | 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 Nh 136 - - | 114 Fl 143 - - | 115 Mc 162 - - | 116 Lv 175 - - | 117 Ts 165 - - | 118 Og 157 - - | ||
* Lantanoidit | 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 | |||||
** Aktinoidit | 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 166 139 | 98 Cf 168 140 | 99 Es 165 140 | 100 Fm 167 | 101 Md 173 139 | 102 No 176 159 | 103 Lr 161 141 |
Lähteet
- ↑ P. Pyykkö, Phys. Rev. B, 85, 2012,024115, doi10.1103/PhysRevB.85.024115
- ↑ P. Pyykkö, M. Atsumi,Chem. Eur. J., 15, 2009,186-197 doi:10.1002/chem.200800987
- ↑ P. Pyykkö, M. Atsumi,Chem. Eur. J., 15, 2009,12770–12779, doi:10.1002/chem.200901472. Tämän työn kuva 3 sisältää oheisessa taulukossa olevat arvot.
- ↑ P. Pyykkö, S. Riedel, M. Patzschke,Chem. Eur. J., 11, 2005,3511–3520 doi:10.1002/chem.200401299. Kunkin sovituksen neliöllinen keskipoikkeama on 3 pm.