Kovalentní poloměr - Covalent radius

Druhy poloměrů

The kovalentní poloměr, rcov, je měřítkem velikosti souboru atom který je součástí jednoho kovalentní vazba. Obvykle se měří buď v pikometry (pm) nebo angstromy (Å), s 1 Å = 100 pm.

V zásadě by se součet dvou kovalentních poloměrů měl rovnat kovalentním délka vazby mezi dvěma atomy, R(AB) = r(A) + r(B). Kromě toho lze zavést různé poloměry pro jednoduché, dvojné a trojné vazby (r1, r2 a r3 níže), ve čistě provozním smyslu. Tyto vztahy rozhodně nejsou přesné, protože velikost atomu není konstantní, ale závisí na jeho chemickém prostředí. Pro heteroatomové Vazby A – B, mohou vstupovat iontové výrazy. Často polární kovalentní vazby jsou kratší, než by se dalo očekávat na základě součtu kovalentních poloměrů. Tabulkové hodnoty kovalentních poloměrů jsou buď průměrné, nebo idealizované hodnoty, které nicméně ukazují určitou přenositelnost mezi různými situacemi, což je činí užitečnými.

Délky vazby R(AB) se měří pomocí Rentgenová difrakce (vzácněji, neutronová difrakce na molekulární krystaly ). Rotační spektroskopie může také poskytnout extrémně přesné hodnoty délek vazby. Pro homonukleární Dluhopisy A – A, Linus Pauling vzal kovalentní poloměr na polovinu délky jednoduché vazby v prvku, např. R(H – H, v H2) = 74,14 odp rcov(H) = 37.07 pm: v praxi je obvyklé získat průměrnou hodnotu z různých kovalentních sloučenin, i když rozdíl je obvykle malý. Sanderson publikoval nedávnou sadu nepolárních kovalentních poloměrů pro prvky hlavní skupiny,[1] ale dostupnost velkých sbírek délek dluhopisů, kterých je více přenosný, od Cambridge krystalografická databáze[2][3] způsobil, že kovalentní poloměry jsou v mnoha situacích zastaralé.

Průměrné poloměry

Hodnoty v tabulce níže jsou založeny na statistické analýze více než 228 000 délek experimentálních vazeb z Cambridge Structural Database.[4] U uhlíku jsou uvedeny hodnoty pro různé hybridizace orbitálů.

Kovalentní poloměry v pm z analýzy Cambridge strukturální databáze, který obsahuje asi 1 030 000 krystalových struktur[4]
H On
1 2
31(5) 28
LiBýt BCNÓFNe
34Poloměr (standardní odchylka ) / odpoledne5678910
128(7)96(3) 84(3)sp3 76(1)
sp2 73(2)
sp 69 (1)		71(1)66(2)57(3)58
NaMg AlSiPSClAr
1112 131415161718
166(9)141(7) 121(4)111(2)107(3)105(3)102(4)106(10)
K.Ca.ScTiPROTICrMnFeSpolNiCuZnGaGeTak jakoSeBrKr
192021222324252627282930313233343536
203(12)176(10)170(7)160(8)153(8)139(5)l.s. 139 (5)
h.s. 161 (8)		l.s. 132 (3)
h.s. 152 (6)		l.s. 126 odst.3
h.s. 150 (7)		124(4)132(4)122(4)122(3)120(4)119(4)120(4)120(3)116(4)
RbSrYZrPoznMoTcRuRhPdAgCDvSnSbTeJáXe
373839404142434445464748495051525354
220(9)195(10)190(7)175(7)164(6)154(5)147(7)146(7)142(7)139(6)145(5)144(9)142(5)139(4)139(5)138(4)139(3)140(9)
ČsBa HfTaŽReOsIrPtAuHgTlPbBiPoNaRn
5556 727374757677787980818283848586
244(11)215(11) 187(8)170(8)162(7)151(7)144(4)141(6)136(5)136(6)132(5)145(7)146(5)148(4)140(4)150150
Fr.Ra
8788
260221(2)
 
 Los AngelesCePrNdOdpoledneSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
 575859606162636465666768697071
 207(8)204(9)203(7)201(6)199198(8)198(6)196(6)194(5)192(7)192(7)189(6)190(10)187(8)175(10)
 AcČtPaUNpPuDopoledneCm
 8990919293949596
 215206(6)200196(7)190(1)187(1)180(6)169(3)

Poloměry pro více vazeb

Jiným přístupem je přizpůsobení všech prvků v menší sadě molekul. To bylo provedeno samostatně pro jednotlivce,[5]dvojnásobek,[6]a trojné vazby[7]až na supertěžké prvky. Byly použity experimentální i výpočetní údaje. Výsledky jednoduché vazby jsou často podobné výsledkům Cordero et al.[4] Když se liší, koordinační čísla použité mohou být různé. To platí zejména pro většinu přechodných kovů (d a f). Normálně to člověk očekává r1 > r2 > r3. U slabých vícenásobných vazeb mohou nastat odchylky, pokud jsou rozdíly ligandu větší než rozdíly R v použitých datech.

Všimněte si, že prvků až protonové číslo 118 (oganesson ) byly nyní experimentálně vyrobeny a že u stále většího počtu z nich existují chemické studie. Stejný sebekonzistentní přístup byl použit k přizpůsobení čtyřbokých kovalentních poloměrů pro 30 prvků ve 48 krystalech s přesností subpicometru.[8]

Singl-,[5] dvojnásobek-,[6] a trojná vazba[7] kovalentní poloměry, určeny typicky
400 experimentálních nebo vypočítaných primárních vzdáleností, R, za sadu.
H On
1 2
32
-
-		 46
-
-
LiBýt BCNÓFNe
34Rádius / odpoledne:5678910
133
124
-		102
90
85		jednoduchá vazba

dvojná vazba

trojná vazba

85
78
73		75
67
60		71
60
54		63
57
53		64
59
53		67
96
-
NaMg AlSiPSClAr
1112 131415161718
155
160
-		139
132
127		 126
113
111		116
107
102		111
102
94		103
94
95		99
95
93		96
107
96
K.Ca.ScTiPROTICrMnFeSpolNiCuZnGaGeTak jakoSeBrKr
192021222324252627282930313233343536
196
193
-		171
147
133		148
116
114		136
117
108		134
112
106		122
111
103		119
105
103		116
109
102		111
103
96		110
101
101		112
115
120		118
120
-		124
117
121		121
111
114		121
114
106		116
107
107		114
109
110		117
121
108
RbSrYZrPoznMoTcRuRhPdAgCDvSnSbTeJáXe
373839404142434445464748495051525354
210
202
-		185
157
139		163
130
124		154
127
121		147
125
116		138
121
113		128
120
110		125
114
103		125
110
106		120
117
112		128
139
137		136
144
-		142
136
146		140
130
132		140
133
127		136
128
121		133
129
125		131
135
122
ČsBaLa-LuHfTaŽReOsIrPtAuHgTlPbBiPoNaRn
5556 727374757677787980818283848586
232
209
-		196
161
149		 152
128
122		146
126
119		137
120
115		131
119
110		129
116
109		122
115
107		123
112
110		124
121
123		133
142
-		144
142
150		144
135
137		151
141
135		145
135
129		147
138
138		142
145
133
Fr.RaAc-LrRfDbSgBhHsMt.DsRgCnNhFlMcLvTsOg
8788 104105106107108109110111112113114115116117118
223
218
-		201
173
159		 157
140
131		149
136
126		143
128
121		141
128
119		134
125
118		129
125
113		128
116
112		121
116
118		122
137
130		136
-
-		143
-
-		162
-
-		175
-
-		165
-
-		157
-
-
 
 Los AngelesCePrNdOdpoledneSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
 575859606162636465666768697071
 180
139
139		163
137
131		176
138
128		174
137		173
135		172
134		168
134		169
135
132		168
135		167
133		166
133		165
133		164
131		170
129		162
131
131
 AcČtPaUNpPuDopoledneCmBkSrovEsFmMdNeLr
 8990919293949596979899100101102103
 186
153
140		175
143
136		169
138
129		170
134
118		171
136
116		172
135		166
135		166
136		168
139		168
140		165
140		167173
139		176161
141
-

Viz také

Reference

  1. ^ Sanderson, R. T. (1983). „Elektronegativita a energie vazby“. Journal of the American Chemical Society. 105 (8): 2259–2261. doi:10.1021 / ja00346a026.
  2. ^ Allen, F. H .; Kennard, O .; Watson, D. G .; Brammer, L .; Orpen, A. G .; Taylor, R. (1987). "Tabulka délek vazeb určených rentgenovou a neutronovou difrakcí". J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (12): S1 – S19. doi:10.1039 / P298700000S1.
  3. ^ Orpen, A. Guy; Brammer, Lee; Allen, Frank H .; Kennard, Olga; Watson, David G .; Taylor, Robin (1989). "Dodatek. Tabulky délek vazeb stanovené rentgenovou a neutronovou difrakcí. Část 2. Organokovové sloučeniny a koordinační komplexy d- a f-blokových kovů". Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (12): S1. doi:10.1039 / DT98900000S1.
  4. ^ A b C Beatriz Cordero; Verónica Gómez; Ana E. Platero-Prats; Marc Revés; Jorge Echeverría; Eduard Cremades; Flavia Barragán; Santiago Alvarez (2008). "Kovalentní poloměry znovu navštíveny". Dalton Trans. (21): 2832–2838. doi:10.1039 / b801115j. PMID  18478144. S2CID  244110.
  5. ^ A b P. Pyykkö; M. Atsumi (2009). "Molekulární kovalentní poloměry s jednou vazbou pro prvky 1-118". Chemistry: A European Journal. 15 (1): 186–197. doi:10.1002 / chem.200800987. PMID  19058281.
  6. ^ A b P. Pyykkö; M. Atsumi (2009). „Molekulární kovalentní poloměry s dvojnými vazbami pro prvky Li – E112“. Chemistry: A European Journal. 15 (46): 12770–12779. doi:10.1002 / chem.200901472. PMID  19856342.. Obrázek 3 tohoto článku obsahuje všechny poloměry ref. [5-7]. Střední odchylka každé sady je 15:00.
  7. ^ A b P. Pyykkö; S. Riedel; M. Patzschke (2005). „Triple-Bond Covalent Radius“. Chemistry: A European Journal. 11 (12): 3511–3520. doi:10.1002 / chem.200401299. PMID  15832398.
  8. ^ P. Pyykkö (2012). "Upravený čtyřboký kovalentní poloměr pro pevné látky". Fyzický přehled B. 85 (2): 024115, 7 s. Bibcode:2012PhRvB..85b4115P. doi:10.1103 / PhysRevB.85.024115.