Atoomstraal Definitie en trend

Atoomstraal is een term die wordt gebruikt om de grootte van een atoom te beschrijven. Er is echter geen standaarddefinitie voor deze waarde. De atoomstraal kan verwijzen naar de ionische straal, covalente straal, metalen straal of van der Waals-straal.

Atoomradius Periodieke tabeltrends

Welke criteria u ook gebruikt om de atoomstraal te beschrijven, de grootte van een atoom is afhankelijk van hoe ver zijn elektronen zich uitstrekken. De atoomstraal van een element neemt toe naarmate je verder naar beneden gaat in een elementengroep. Dat komt omdat de elektronen strakker worden verpakt terwijl je over het periodiek systeem beweegt, dus hoewel er meer elektronen zijn voor elementen met toenemend atoomnummer, kan de atoomstraal afnemen. De atoomstraal die naar beneden beweegt in een elementperiode of kolom neigt toe te nemen omdat een extra elektronenschil wordt toegevoegd voor elke nieuwe rij. Over het algemeen bevinden de grootste atomen zich links onderaan het periodiek systeem.

Atoomstraal versus Ionische straal

De atomaire en ionische straal is hetzelfde voor atomen van neutrale elementen, zoals argon, krypton en neon. Veel atomen van elementen zijn echter stabieler dan atoomionen. Als het atoom zijn buitenste elektron verliest, wordt het een kation of positief geladen ion. Voorbeelden hiervan zijn K⁺ en Na⁺. Sommige atomen kunnen meerdere buitenste elektronen verliezen, zoals Ca²⁺. Wanneer elektronen uit een atoom worden verwijderd, kan het zijn buitenste elektronenschil verliezen, waardoor de ionische straal kleiner wordt dan de atoomstraal.

Sommige atomen zijn daarentegen stabieler als ze een of meer elektronen winnen en een anion of negatief geladen atoomion vormen. Voorbeelden omvatten Cl^- en F^-. Omdat er geen andere elektronenschil wordt toegevoegd, is het grootteverschil tussen de atoomstraal en de ionstraal van een anion niet zo groot als voor een kation. De ionenstraal van het anion is hetzelfde als of iets groter dan de atoomstraal.

Over het algemeen is de trend voor de ionenstraal dezelfde als voor de atoomstraal: in grootte toenemen over en afnemen naar beneden in het periodiek systeem. Het is echter lastig om de ionische straal te meten, niet in het minst omdat geladen atomaire ionen elkaar afstoten.

Atoomstraal meten

Je kunt atomen niet onder een normale microscoop plaatsen en hun grootte meten, hoewel je het 'een beetje' kunt doen met een atoomkrachtmicroscoop. Ook zitten atomen niet stil voor onderzoek; ze zijn constant in beweging. Aldus is elke maat voor atomaire (of ionische) straal een schatting die een grote foutenmarge bevat. De atoomstraal wordt gemeten op basis van de afstand tussen de kernen van twee atomen die elkaar nauwelijks raken, wat betekent dat de elektronenschillen van de twee atomen elkaar net raken. Deze diameter tussen de atomen wordt gedeeld door twee om de straal te geven. Het is echter belangrijk dat de twee atomen geen chemische binding delen (bijvoorbeeld O₂, H₂) omdat de binding een overlapping van de elektronenschillen of een gedeelde buitenste schil impliceert.

De atoomstralen van atomen die in de literatuur worden genoemd, zijn meestal empirische gegevens afkomstig van kristallen. Voor nieuwere elementen zijn de atoomstralen theoretische of berekende waarden, gebaseerd op de waarschijnlijke grootte van de elektronenschillen.

Hoe groot zijn atomen?

Een picometer is 1 biljoenste meter.

• De atoomstraal van het waterstofatoom is ongeveer 53 picometer.
• De atoomstraal van een ijzeratoom is ongeveer 156 picometer.
• Het grootste gemeten atoom is cesium, dat een straal heeft van ongeveer 298 picometer.