Frage:
Warum werden Atome im Allgemeinen kleiner, wenn man sich über einen Zeitraum von links nach rechts bewegt?
timothymh
2012-04-25 23:24:34 UTC
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Es scheint mir, dass die Addition von Elektronen und Protonen, wenn Sie sich über eine Periode bewegen, dazu führen würde, dass ein Atom größer wird. Mir wurde jedoch gesagt, dass es kleiner wird. Warum ist das so?

Ein schönes Periodensystem mit dem von Ihnen erwähnten Effekt finden Sie [hier] (http://www.crystalmaker.com/support/tutorials/crystalmaker/atomicradii/resources/VFI_Atomic_Radii.jpg). Es ist erwähnenswert, dass die Edelgase im Vergleich zu den Halogenen ziemlich groß sind. Wenn Sie daran denken, die Shell-Anforderungen zu erfüllen, ist das eigentlich etwas kontraintuitiv. Während in der Chemie normalerweise von Füllschalen gesprochen wird, liegt der tiefere Grund, warum sich Elektronen manchmal mehr abstoßen als von Protonen angezogen werden, darin, dass Pauli Fermionen mit identischem Zustand ausschließt.
Wo haben Sie darüber gelesen, ohne die Erklärung dafür zu finden?
Chemie und Physik haben unterschiedliche Arten der Beschreibung von Phänomenen entwickelt, die wirklich dasselbe sind. Der Pauli-Ausschluss, der gegen die Ladungsanziehung durch einen punktförmigen positiven Kern und die geringe Masse (hohe Quantenortunsicherheit) der Elektronen gespielt wird, erzeugt die komplexen Muster und Geometrien, die die Chemie als "Schalen" zusammenfasst. Schalen sind sehr praktisch, da sie einfache Regeln aufweisen (z. B. 8 Elektronen "füllen" eine Schale), die viel einfacher zu handhaben sind als die Ausschlussanalyse auf niedrigerer Ebene. Für eine Frage wie diese müssen Sie jedoch auf diese tiefere Ebene fallen.
Außerdem: Ich meine es ernst mit dem plötzlichen Sprung von der sehr kleinen Größe eines Fluoratoms zur weitaus größeren Größe von Neon - ähnlich wie ein Baseball, der sich auf die Größe eines Strandballs ausdehnt - und dennoch ist es ziemlich überraschend, dass er enorm stabiler wird Mai Wege. Wenn Elektronen sehr glücklich sind, 8 (gegen 7) in einer Gruppe zu erreichen, sollten sie es dann nicht zeigen, indem sie so etwas wie in eine enge kleine Kugel gelangen? Stattdessen passiert genau das Gegenteil! Ich habe das noch nie erklärt gesehen. Ich kann das sogar in der Physik fragen, nur um zu sehen, ob jemand weiß, warum "Stabilität = Aufblähen" und "unvollständig = winzig".
"" Der plötzliche Sprung von der sehr kleinen Größe eines Fluoratoms zur weitaus größeren Größe von Neon - "" Ich sehe ein großes Problem bei der Maskierung und Definition des "atomaren" Radius eines Fluoratoms.
Georg, du hast recht. Die Tabelle, die ich anscheinend verwendet habe, basierte auf Bindungsradien, die in diesem Zusammenhang falsch sind. Die Diskussion darüber in Physics S.E. finden Sie unter [diesem Link] (http://physics.stackexchange.com/questions/24469/why-are-do-neutral-atoms-shrink-as-their-valence-shells-approach-8-electrons). Die weniger visuelle, aber korrekte neutrale Atomradien-Tabelle finden Sie [hier] (http://en.wikipedia.org/wiki/File%3aAtomic_number_to_radius_graph.png). Beachten Sie, dass in dieser Tabelle Element 10 (Neon) korrekt als kleiner im Radius als Element 9 (Fluor) aufgeführt ist.
Vier antworten:
LeakyBattery
2012-04-25 23:27:18 UTC
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Wenn Sie sich über einen Zeitraum von links nach rechts bewegen, nimmt die Anzahl der Protonen im Kern zu. Die Elektronen werden somit stärker vom Kern angezogen, und der Atomradius ist kleiner (diese Anziehungskraft ist viel stärker als die relativ schwache Abstoßung zwischen Elektronen).

Wenn Sie sich eine Säule hinunterbewegen, gibt es mehr Protonen Es gibt aber auch vollständigere Energieniveaus unterhalb der Valenzelektronen. Diese niedrigeren Energieniveaus schützen die Valenzelektronen vor den attraktiven Effekten des Atomkerns, sodass der Atomradius größer wird.

Können Sie erklären, warum "diese Anziehungskraft viel stärker ist als die relativ schwache Abstoßung zwischen Elektronen"? Warum sind die Abstoßungen schwach?
Nur als Randnotiz kann es auch vollständigere Energieniveaus geben, wenn man sich über eine Reihe nach links bewegt (die $ d $ - und / oder $ f $ -Schalen können gefüllt werden), aber dies ist NICHT die äußere Schale.
@Yann, Ich glaube, dass es mit den Grundprinzipien des Magnetismus zu tun hat, bei denen der Abstand zwischen "einzelnen" Elektronen in der Wolke groß ist und ihre einzelnen Ladungen klein sind, bei denen die Protonen ihre Ladungen "kombinieren" können, so dass dies möglich ist viel mehr Kraft über die Distanz.
ManishEarth
2012-04-25 23:45:30 UTC
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Denken Sie daran, dass die 'Größe' eines Atoms nichts mit der Größe des Kerns zu tun hat. Es hat mit der Größe der Valenzschale zu tun (die selbst nicht genau definiert ist *).

Wenn wir also die Änderung der elektrischen Anziehungskraft vernachlässigen, sollte die Größe gleich bleiben - eine Schale ist eine Schale und es muss sich nicht "ausdehnen", um Elektronen aufzunehmen.

Wenn wir nun mehr Protonen und Elektronen hinzufügen, nimmt die Anziehungskraft zwischen Kern und Schale zu und die Schale zieht sich zusammen. Dadurch wird das Atom kleiner.

* Schalen erreichen bis ins Unendliche, daher ist es besser, die Größe auf der Grundlage zu definieren, dass sich die Elektronen der äußersten Schale in diesem Bereich x% der befinden Zeit.' Dies ändert diese Antwort nur ein kleines bisschen. Nun sagen wir: "Die Wahrscheinlichkeit, die Elektronen näher am Zentrum zu finden, steigt aufgrund der erhöhten Kernladung." Sup>

DSinghvi
2014-05-08 23:00:40 UTC
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Es gibt ein wichtiges Werkzeug, um diese Frage zu beantworten: die effektive Kernladung, dh die effektive Kernladung, die ein Elektron als Elektron in der Außenhülle erfährt, wird immer von inneren Elektronen abgeschirmt, wenn wir uns von links bewegen nach rechts Elektronen nehmen in der Außenhülle zu, wobei Elektronen in der Innenschale gleich bleiben. Daher nimmt die effektive Kernladung zu und zwingt die Elektronen, näher zu kommen.

yousuf QURAITI
2017-07-16 12:06:27 UTC
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Es ist alles auf die Zunahme von Zeff zurückzuführen, die gleich der Nettozugkraft abzüglich des Abschirmeffekts ist.



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