Радиус Ван-дер-Ваальса
Вандерваальсовы радиусы[1] определяют эффективные размеры атомов благородных газов. Кроме того, вандерваальсовыми радиусами считают половину межъядерного расстояния между ближайшими одноимёнными атомами, не связанными между собой химической связью и принадлежащими разным молекулам (например, в молекулярных кристаллах). При сближении атомов на расстояние, меньшее суммы их вандерваальсовых радиусов, возникает сильное межатомное отталкивание. Поэтому вандерваальсовы радиусы характеризуют минимальные допустимые контакты атомов, принадлежащих разным молекулам.
Названы по имени нидерландского физика, лауреата Нобелевской премии 1910 года Йоханнеса Дидерика ван дер Ваальса.
Вандерваальсовы радиусы химических элементов
В таблице показаны вандерваальсовы радиусы химических элементов[2]. Если не указан другой источник данные приведены из Mathematica's ElementData function, из Wolfram Research, Inc.. Значения приведены в пикометрах (пм или 1×10−12 м). Переход от красного к жёлтому цвету фона ячеек показывает увеличение радиуса, а для серых ячеек данные не приведены.
| Группа (колонка) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
| Период (строка) | ||||||||||||||||||||
| 1 | H 110[3] or 120 | He 140 | ||||||||||||||||||
| 2 | Li 182 | Be 153[4] | B 192[4] | C 170 | N 155 | O 152 | F 147 | Ne 154 | ||||||||||||
| 3 | Na 227 | Mg 173 | Al 184[4] | Si 210 | P 180 | S 180 | Cl 175 | Ar 188 | ||||||||||||
| 4 | K 275 | Ca 231[4] | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni 163 | Cu 140 | Zn 139 | Ga 187 | Ge 211[4] | As 185 | Se 190 | Br 185 | Kr 202 | ||
| 5 | Rb 303[4] | Sr 249[4] | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd 163 | Ag 172 | Cd 158 | In 193 | Sn 217 | Sb 206[4] | Te 206 | I 198 | Xe 216 | ||
| 6 | Cs 343[4] | Ba 268[4] | * | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt 175 | Au 166 | Hg 155 | Tl 196 | Pb 202 | Bi 207[4] | Po 197[4] | At 202[4] | Rn 220[4] | |
| 7 | Fr 348[4] | Ra 283[4] | ** | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
| * | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | ||||||
| ** | Ac | Th | Pa | U 186 | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | ||||||
Вандерваальсовы радиусы в среднем на 0,08 нм больше ковалентных радиусов. Ионный радиус для отрицательно заряженного иона (например Cl−) практически совпадает с вандерваальсовым радиусом атома в нейтральном состоянии.
Знание вандерваальсовых радиусов позволяет определять форму молекул, конформации молекул и их упаковку в молекулярных кристаллах. Согласно принципу плотной упаковки, молекулы, образуя кристалл, располагаются таким образом, что «выступы» одной молекулы входят во «впадины» другой. Пользуясь этим принципом, можно интерпретировать имеющиеся кристаллографические данные, а в ряде случаев и предсказывать структуру молекулярных кристаллов.
С некоторой точностью можно вокруг каждого ядра описать сферу, соответствующую равенству сил притяжения и отталкивания (см. потенциал Леннард-Джонса). Радиус этой сферы также называют вандерваальсовым радиусом атома.
См. также
Ссылки
- Зефиров Ю. В., Зоркий П. М. Ван-дер-ваальсовы радиусы атомов в кристаллохимии и структурной химии (исторический очерк).