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原子體積
原子量與元素固態(tài)時(shí)的密度之比
簡(jiǎn)介
原子體積是摩爾原子的體積，可由相對(duì)原子質(zhì)量除以密度得到：原子體積=相對(duì)原子質(zhì)量÷密度。其單位為
。為便于互相比較，設(shè)定固體元素的原子體積為在絕對(duì)零度(用外推法計(jì)算)和常壓下的情況。在常溫下是氣態(tài)的元素，采用沸點(diǎn)時(shí)的液體的密度。原子體積與相對(duì)原子質(zhì)量之間呈現(xiàn)的周期性關(guān)系早在1869年已被勒邁爾所發(fā)現(xiàn)，并提出了原子體積曲線。目前見之于無機(jī)化學(xué)專著中的現(xiàn)代元素原子體積曲線圖是經(jīng)過很多實(shí)驗(yàn)修改和充實(shí)而比較完善。
原子半徑
原子中的電子并不是在離核某一特定距離就完全消失得干干凈凈，而是逐漸地向外蔓延出去，只是達(dá)到離核相當(dāng)遠(yuǎn)處趨向于零，并沒有一個(gè)確切的界限，因此很難給原子半徑下一個(gè)確切的定義。一般就把核到最外層電子的平均距離定義為原子半徑，可以看出原子半徑是個(gè)近似值，具有相對(duì)的概念。將原子半徑分為：共價(jià)半徑、范德華半徑和金屬原子半徑。
共價(jià)半徑
共價(jià)半徑的鍵長(zhǎng)是構(gòu)成這一共價(jià)鍵的兩個(gè)原子的核間距離，相同原子的共價(jià)鍵長(zhǎng)的一半，就是共價(jià)半徑(
)，它包括單鍵共價(jià)半徑和多元共價(jià)半徑。在大多數(shù)情況下，不同分子或晶體以相同鍵型相連接的兩個(gè)原子A和B的平衡距離都近似相等。如甲醇、乙醇、甲醚等化合物中C一0單鍵鍵長(zhǎng)都是1.43埃，這種性質(zhì)稱為鍵長(zhǎng)的相對(duì)穩(wěn)定性。此外，同種鍵型的鍵長(zhǎng)還具有加和性圖，由此可推求出不同元素形成共價(jià)化合物的鍵長(zhǎng)。同種原子在不同結(jié)合狀態(tài)或不同排列狀態(tài)下測(cè)得的數(shù)據(jù)也不同，兩原子間的鍵級(jí)越高，其共價(jià)半徑越短。一般雙鍵約為單鍵的85一90%，叁鍵約為75一80%。
金屬原子半徑
如果把金屬晶體看成是由等徑球狀的金屬原子堆積而成的，相鄰兩個(gè)原子彼此是互相接觸的，則它們核間距(d)的一半，就是該原子的金屬半徑
。用X一射線衍射法測(cè)得金屬晶體的晶胞參數(shù)，結(jié)合其點(diǎn)陣型式就容易計(jì)算緊鄰金屬原子間的距離，其一半數(shù)值即為金屬的原子半徑。如由X一射線結(jié)構(gòu)分析確定金屬銅屬于A：構(gòu)型，晶胞參數(shù)
埃，根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)在幾何關(guān)系可求得最近銅原子間距為2.556埃，銅原子半徑1.278埃。原子間的接觸距離與原子配位數(shù)有關(guān)，配位數(shù)越高，半徑越大。一般以配位數(shù)為12的緊密堆積方式為標(biāo)準(zhǔn)。
影響原子體積大小的因素
原子半徑被認(rèn)為是最外層電子到核的平均距離，因而影響半徑的因素是很多的，概括下有以下幾方面：
（4）內(nèi)層電子的屏蔽作用(
內(nèi))。內(nèi)層電子對(duì)最外層電子屏蔽越大，有效核電荷越小，核對(duì)最外層電子的吸引力就小，半徑就大。所以
內(nèi)也是成正比例關(guān)系；
（6）測(cè)定方法。即不同原子半徑，對(duì)于同一元素：
。
原子體積的變化規(guī)律
主族元素：
同一周期的主族元素從左到右，有效核電荷數(shù)顯著增加，電子層(n)并不增加，核對(duì)外層電子的引力增強(qiáng)，使得外層電子向里收縮，導(dǎo)致原子半徑r明顯減??；同一族的主族元素，從上到下，有效核電荷數(shù)增加不多，由于電子層數(shù)(n)增加，使得原子半徑增加顯著。
過渡元素：
同一周期的過渡元素從左至右，由于有效核電荷數(shù)增加不多，原子半徑減小比較慢，不如主族那么顯著。但當(dāng)次外層的d軌道全部充滿形成18電子構(gòu)型時(shí)，原子半徑忽然增大。這是由于(n一l)d軌道全部充滿后對(duì)外層電子屏蔽作用較大，使。核對(duì)電子引力減弱所引起的；同一族的過渡元素從上至下，原子半徑變化趨勢(shì)及原因與主族類似，但要注意斕系收縮后的影響。
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