پرسش

با سلام و خسته نباشید...
میخواستم در مورد (روند تغییرات شعاع یونی در بین عناصر یك دوره و یك گروه) توضیح كاملی بدهید. با تشكر.....

پاسخ

روند تغییرات شعاع یونی در هر دوره یا گروه تا حدی مشابه روند تغییرات شعاع اتمی می‌باشد. بدین صورت كه در هر دوره تناوب برای اتمهای خنثی با افزایش عدد اتمی از یك فلز به سمت غیرفلز شعاع اتمی كاهش می‌یابد. زیرا در یك دوره تعداد لایه‌های الكترونی ثابت می‌باشد و فقط تعداد الكترون‌هایی كه در لایه‌ی آخر وجود دارد افزایش می‌یابد، به موازات افزایش الكترون به لایه‌ی آخر پروتونهای موجود در هسته نیز افزایش می‌یابد، در نتیجه هسته با قدرت بیشتری الكترونها را به سمت خود كشیده و شعاع اتمی كاهش می‌یابد، حال اگر یون تشكیل شود، بدین معنی كه فلزات كه تمایل به از دست دادن الكترون دارند، الكترون از دست بدهند، شعاع اتم كمی كاهش یافته و یون تشكیل می‌شود. فلزات قلیایی یعنی اولین عنصر هر دوره یك الكترون از دست می‌دهند و آرایش الكترونی آنها مشابه آرایش الكترونی گاز بی‌اثر قبل از خود می‌شود. عنصر بعدی كه جزء فلزات قلیایی خاكی است، دو الكترون از دست می‌دهد و دوباره آرایش الكترونی گاز بی‌اثر موجود در دوره‌ی قبل را به دست می‌آورد، اما چون یك پروتون در هسته بیشتر از فلز قلیایی قبل از خود دارد، درنتیجه شعاع آن كوچكتر از فلز قلیایی قبل از آن می‌شود. به همین ترتیب عنصر بعدی، اگر سه الكترون از دست دهد، باز شعاع آن كمتر از این هم می‌شود. به عنوان مثال، در دوره‌ی تناوبی سوم، شعاع یونی سدیم یك بار مثبت، Na+برابر 95/0 آنگستروم است. شعاع یونی عنصر بعدی یعنی منیزیم دو بار مثبت، Mg2+ برابر 65/0 آنگستروم است. چون در یون منیزیم، دوازده پروتون موجود در هسته ده الكترون را جذب می‌كند، اما در سدیم، یازده پروتون موجود در هسته ده الكترون یون سدیم را می‌كشد، در نتیجه در منیزیم شعاع كاهش می‌یابد. در یوم آلومینیم كه هنوز خصلت فلزی دارد و تمایل به از دست دادن الكترون دارد یك یون با سه بار مثبت ، Al3+ تشكیل می‌شود، یعنی سیزده پروتون موجود در هسته، ده الكترون را به سمت هسته می‌كشند و شعاع باز هم كاهش می‌یابد، طوریكه شعاع یون سه بار مثبت آلومینیم به 5/0 آنگستروم می‌رسد. اما بعد از اینها به عناصری می‌رسیم كه خصلت غیرفلزی داند، یعنی تمایل به گرفتن الكترون دارند تا به آرایش گاز بی‌اثر بعد از خود برسند، اینجاست كه ناگهان یك افزایش در شعاع یونی مشاهده می‌شود، زیرا اولا تعداد لایه‌های الكترونی افزایش می‌یابد، چون در فلزات با از دست دادن الكترون به آرایش الكترونی گاز بی‌اثر قبل از خود می‌رسند، اما در غیرفلزات با گرفتن الكترون به آرایش گاز بی‌اثر بعد از خود می‌رسند كه یك لایه بیشتر از گاز بی‌اثر قبلی دارد، و ثانیا در غیرفلزات با گرفتن الكترون برعكس فلزات تعداد الكترونها بیشتر از تعداد پروتونها است و جاذبه‌ی هسته به نسبت در آنها كاهش می‌یابد و شعاع یونی افزایش می‌یابد، به طوریكه در همان تناوب قبلی برای گوگرد دو بار منفی S2- شعاع یونی به 84/1 آنگستروم می‌رسد، از اینجا به بعد دوباره به علت افزایش تعداد پروتونها و نیز افزایش الكترونگاتیوی اتمها دوباره شعاع یونی كاهش می‌یابد، شعاع یون كلر یك بار منفی 81/1 آنگستروم است. اما در گروه‌ها روند به چه صورت است؟ شعاع یونی در گروه ها مانند شعاع اتمی همواره افزایش می‌یابد، زیرا در یك گروه هر چه عدد اتمی افزایش می‌یابد، یعنی از بالا به پائین حركت كنیم، تعداد لایه‌های الكترونی افزایش یافته و درنتیجه شعاع یونی یا اتمی افزایش می‌یابد.