Atomvolumen

Was ist Atomvolumen?

Er Atomvolumen Es ist ein relativer Wert, der die Beziehung zwischen der Molmasse eines Elements und seiner Dichte angibt. Dann hängt dieses Volumen von der Dichte des Elements ab, und die Dichte hängt von der Phase ab und wie Atome in diesem Bereich geordnet werden.

Damit das Atomvolumen für ein Z -Element in einer anderen Phase nicht gleich ist wie bei Raumtemperatur (flüssig, fest oder gas) oder wenn es Teil bestimmter Verbindungen ist. Somit unterscheidet sich das Atomvolumen von Z in der ZB -Verbindung von der Z in der ZB -Verbindung.

Weil? Um es zu verstehen, ist es notwendig, die Atome mit zum Beispiel einige Murmeln zu vergleichen. Die Murmeln haben ihren materiellen Rand sehr gut definiert, was dank ihrer brillanten Oberfläche beobachtet wird. Andererseits ist der Rand der Atome diffus, obwohl sie als fernkugel angesehen werden können.

Was einen Punkt über die atomare Grenze hinaus bestimmt, ist also die Hohlraumwahrscheinlichkeit, ein Elektron zu finden, und dieser Punkt kann weiter oder näher am Kern sein.

Atomvolumen und Radio

Bei der Interaktion von zwei H -Atomen im H -Molekül₂, Die Positionen ihrer Kerne sind ebenso definiert wie die Abstände zwischen ihnen (internukleare Entfernungen). Wenn beide Atome kugelförmig sind, ist der Radius der Abstand zwischen dem Kern und dem diffusen Rand:

Im überlegenen Bild ist zu erkennen, wie die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron zu finden. Durch zwei die internukleare Entfernung wird der Atomradius erhalten. Anschließend wird die Formel unter der Annahme einer sphärischen Geometrie für Atome verwendet, um das Volumen einer Kugel zu berechnen:

V = (4/3) (pi) r³

In dieser Expression ist R der für das H -Molekül bestimmte Atomradius₂. Der von dieser geringe präzise Methode berechnete V -Wert kann sich ändern, wenn beispielsweise H berücksichtigt wird₂ in flüssigem oder metallischem Zustand. Diese Methode ist jedoch sehr ungenau, da die Formen von Atomen in ihren Wechselwirkungen weit entfernt von der idealen Sphäre sind.

Um Atomvolumina in Festkörpern zu bestimmen, werden viele Variablen zur Anordnung berücksichtigt, und diese werden durch X -Strahlenbeugungsstudien erhalten.

Zusätzliche Formel

Die Molmasse drückt die Menge an Materie aus, die ein Mol von Atomen eines chemischen Elements hat.

Seine Einheiten sind g/mol. Andererseits ist die Dichte das Volumen, das ein Gramm des Elements einnimmt: g/ml. Da die Atomvolumeneinheiten ML/Mol sind, müssen Sie mit den Variablen spielen, um die gewünschten Einheiten zu erreichen:

• (g/mol) (ml/g) = ml/mol

Oder was ist das gleiche:

• (Molmasse) (1/D) = V
• (Molmasse/D) = V

Somit kann das Volumen eines Mol von Atomen eines Elements leicht berechnen; Während mit der Formel des kugelförmigen Volumes wird das Volumen eines einzelnen Atoms berechnet.

Um diesen Wert vom ersten zu erreichen, ist eine Umwandlung durch die Avogadro -Nummer (6,02 · 10 erforderlich^-23).

Wie variiert das Atomvolumen in der Periodenzüchttabelle?

Wenn die Atome als sphärisch angesehen werden, ist ihre Variation dieselbe, die in atomaren Funkgeräten beobachtet wird. In dem überlegenen Bild, das die repräsentativen Elemente zeigt, wird veranschaulicht, dass von rechts nach links die Atome Zwerg; Andererseits werden diese von oben nach unten sperriger.

Dies liegt daran, dass der Kern im gleichen Zeitraum Protonen enthält, wenn er nach rechts bewegt. Diese Protonen üben eine Anziehungskraft für externe Elektronen aus, die eine wirksame Kernbelastung z spüren_EF, minderjährig als echte nukleare Last z.

Die Elektronen der inneren Schichten wehren die der äußeren Schicht ab und verringern die Wirkung des Kerns auf sie; Dies ist als Bildschirmeffekt bekannt. Im gleichen Zeitraum kann der Screen -Effekt der Erhöhung der Anzahl der Protonen nicht entgegenwirken, so dass die Elektronen der inneren Schicht die Kontraktion von Atomen nicht verhindern.

Wenn Sie jedoch in einer Gruppe absteigen, sind jedoch neue Energieniveaus aktiv. Ebenso wird die Anzahl der Elektronen in der inneren Schicht erhöht, deren Abschirmungseffekte verringert werden, wenn der Kern Protonen erneut hinzufügen.

Aus diesen Gründen ist es geschätzt, dass die Gruppe 1A im Gegensatz zu den kleinen Atomen der Gruppe 8a (oder 18) die sperrigsten Atome hat, die der edlen Gase.

Atomvolumina von Übergangsmetallen

Die Atome von Übergangsmetallen enthalten Elektronen in interne Orbitale d. Diese Zunahme des Screeneffekts und sowie die reale nukleare Belastung Z sind fast gleichermaßen aufgehoben, sodass ihre Atome im gleichen Zeitraum eine ähnliche Größe behalten.

Mit anderen Worten: In einer Zeit weisen Übergangsmetalle ähnliche Atomvolumen auf. Diese kleinen Unterschiede sind jedoch bei der Definition von Metallkristallen enorm signifikant (als wären sie metallische Murmeln).

Beispiele für Atomvolumen

Es stehen zwei mathematische Formeln zur Verfügung, um das Atomvolumen eines Elements mit jeweils entsprechenden Beispielen zu berechnen.

Beispiel 1

Angesichts der atomaren Radiogrickstoff -37 pm (1 Picometer = 10^-12m) und berechnen Sie Ihre Atomvolumina.

Mit der kugelförmigen Volumenformel haben Sie dann:

V_H= (4/3) (3.14) (37 Uhr)³= 212.07 PM³

V_CS= (4/3) (3.14) (265 Uhr)³= 77912297.67 PM³

Diese in den Picometern exprimierten Volumina sind jedoch exorbitant, weshalb sie sich in Angstrom -Einheiten verwandeln und sie mit dem Umwandlungsfaktor (1 Å/100pm) multiplizieren³:

(212.07 PM³) (1 Å/100pm)³= 2,1207 × 10^-4 ZU³

(77912297.67 PM³) (1 Å/100pm)³= 77.912 ų

Somit werden die Größe der Größe zwischen dem kleinen H -Atom und dem voluminösen Atom von CS numerisch nachgewiesen. Es ist notwendig zu berücksichtigen, dass diese Berechnungen nichts anderes als Annäherungen im Rahmen der Aussage sind, dass ein Atom völlig sphärisch ist, was die Realität aufteilt.

Beispiel 2

Die Dichte von reinem Gold beträgt 19,32 g/ml und ihre Molmasse 196,97 g/mol. Auftragen Sie die M/D -Formel, um das Volumen eines Mol mit Goldatomen zu berechnen, folgendermaßen lautet:

V_Au= (196,97 g/mol)/(19,32 g/ml) = 10,19 ml/mol

Das heißt, dass 1 Mol Gold -Atome 10,19 ml einnimmt, aber welches Volumen ein Goldatom spezifisch einnimmt? Und wie man es in PM -Einheiten ausdrückt³? Wenden Sie dazu einfach die folgenden Conversion -Faktoren an:

(10,19 ml/mol) · (mol/6,02 · 10^-23 Atome) · (1 m/100 cm)³· (13.00/10^-12M)³= 16,92 · 10⁶ P.M³

Andererseits beträgt der Atomradius von Gold 166 Uhr. Wenn beide Volumina verglichen werden - die von der vorherigen Methode erhalten und mit der Formel des kugelförmigen Volumens berechnet wird, wird festgestellt, dass sie nicht den gleichen Wert haben:

V_Au= (4/3) (3.14) (166 PM)³= 19,15 · 10⁶ P.M³

Welcher der beiden ist näher am akzeptierten Wert? Diejenige, die den experimentellen Ergebnissen am nächsten ist, die durch x -Strahlenbeugung der kristallinen Struktur von Gold erhalten wurden.