原子半径分类及影响因素

原子半径分类及影响因素

原子半径是描述原子大小的重要参数，虽然由于电子云的不确定性，原子半径无法精确测量，但通过实验方法可以得到相对可靠的数值。本文将介绍原子半径的分类、影响因素以及在周期表中的变化规律。

原子半径（Atomic Radius）是描述原子大小的参数之一。严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就无一定数值。原子半径：是指以实验方法测定的相邻两种原子核间距离的一半。从理论上说，核外电子无严格固定的运动轨道，所以原子的大小无严格的边界，无法精确测定一个单独原子的半径，因此通常所使用的原子半径数据只有相对的、近似的意义。

原子半径分类

根据不同的标度和测量方法，原子半径有3种原子半径表达，常见的有范德华半径、共价半径、金属半径等。

1. 共价半径

同种元素的两原子以共价键结合时，其核间距的一半。适用非金属元素。测定单质分子中两个相邻原子的核间距一半。

2. 金属半径

在金属晶体中，相邻两原子核间距的一半称之。适用金属元素。固体中测定两个最邻近原子的核间距一半。

3. 范德华半径

在分子晶体中，相邻分子的两原子核间距的一半。单原子分子 ( He，Ne 等 )，原子间靠范德华力，即分子间作用力结合，因此无法得到共价半径。在低温高压下，稀有气体形成晶体，原子核间距的一半定义为范德华半径。

影响原子半径大小的因素

影响原子半径的两个因素：

1. 核电荷数 Z 增大，对电子吸引力增大，使得原子半径 r 有减小的趋势。
2. 核外电子数增加，电子之间排斥力增大，使得原子半径 r 有增大的趋势。

以 ① 为主。只有当 d5，d10，f7，f14 半充满和全充满时，层中电子的对称性较高，这时 ② 占主导地位，原子半径 r 增大。

原子半径在周期表中的变化

1. 同周期中：即同周期中从左向右原子半径减小。

• 主族元素：从左到右 r 减小；从上到下 r 增大。
• 过渡元素：从左到右r 缓慢减小；从上到下r略有增大。

2. 同一族：

• 主族：从上到下，外层电子构型相同，电子层增加的因素占主导，r增加。
• 副族：第四周期到第五周期， r增大，第五周期到第六周期， r接近。

短周期主族元素，电子填加到外层轨道，对核的正电荷中和少，有效核电荷 Z* 增加得多。所以 r 减小的幅度大。长周期过渡元素，电子填加到次外层轨道，对核的正电荷中和多，Z* 增加得少，所以 r 减小的幅度小。

即短周期主族元素原子半径平均减少幅度 10 pm ，长周期的过渡元素平均减少幅度 4 pm 。