№4 ЛЕКЦИЯ
Атомдық және иондық радиустар. Координациялық сандар.
Лекция жоспары:
1. Атомдық және иондық радиустар.
2. Координациялық сандар.
Лекция мақсаты: Атомдық және иондық радиустар.
Координациялық
сандар қасиеттерін талдау үшін негізгі теориялар мен заңдар туралы
түсінікке ие болу.
Лекция мазмұны: Кристалл құрылымындағы кеңістік торын, олардың
элементтерін сызғанда, атомдардың орналасқан орнын нүкте деп алғанымыз
кристалл құрылымы картинасын жеңілдету
мақсатында қабылдадық, ол
негізінде атомдардың және иондардың нақты өлшемі бар екені белгілі.
Атомдар немесе иондар бір-бірімен байланыста болып, кристалдардың
құрылымын құрғанда, олар бір-бірінен белгілі ара қашықтықта орналасады.
Кристалдар құрылымын
зерттеу нәтижелеріне қарағанда, А және В
атомдарының ара қашықтығы олар арасындағы кез-келген химиялық
байланыста
болғанда,
кристалдық
нақты
құрылымына
тәуелді
болмайтындығы анықталған, яғни барлық
кристалдардың құрылымында
атомдар ара қашықтығы 0,005
0,001 нм дәлдікпен анықталған.
Химиялық байланыс пайда болғанда, әрбір атомға тән кеңістікте
электрондардың таралуы салыстырмалы аз мөлшерге өзгеруіне байланысты
әрбір атомға
белгілі өлшемді беруге болады, яғни атомның белгілі
кристаллохимиялық радиусы бар. Осы мақсатпен әрбір атомға немесе ионға
сфералық әсері бар, олардың ішінде басқа атомдар немесе иондар бола
алмайды деп ой тастауға болады. Бұл сфералық
әсерді атомдық немесе
иондық сфера деп, ал оның радиусын эффективті атомдық немесе иондық
радиус деп атайды.
Эффективті атомдық (иондық) радиус деп осы атом (ион) сфера
орталығынан келесі ең жақын (көрші) атом (ион)
сфера бетіне дейінгі ара
қашықтықты айтады. Эффективті радиусты атомның (ионның) сыртқы
қабыршағынан оның ядросына дейінгі ара қашықтық деп түсінуге (шатасуға)
болмайды.
Эффективті (кристаллохимиялық) радиус болып анықталғаннан кейін ол
жаңа кристалл құрылымда да сол эффективті радиус шамасы сақталады, яғни
тұрақты болып қала беру күшін жоймайды. Кристаллохимиялық радиус
жөніндегі
түсініктердің
дамуымен
В.Л.Бреггтен
бастап
көптеген
кристаллографтар мен геохимиктер айналысқан. В.Л.Брегг 1920 жылы
бірінші радиустер жүйесін берді. Ғылымның бұл бағытының дамуына
В.М.Гольдшмидт, Т.Б.Бокий, Н.Б.Белов, т.б. ғалымдар өздерінің үлесін
қосты. Олар өздерінің әр түрлі радиустер кестесін түзді.
Кристалл
атомдарының
және
иондарының
радиусын
рентгеноструктуралық
талдау
арқылы
экспериментте
және
квантомеханикалық негізде теориялық жолмен анықталады.
Атом және ион радиустарының өлшемдері
мына заңдылықтарға
бағынады:
1) Элементтердің периодтық жүйесіндегі әрбір вертикал қатардағы бірдей
заряды бар иондардың радиусы атом нөмірі өскен сайын өседі.
2) Бір элемент үшін атом радиусынан анионның радиусы әр уақытта үлкен,
ал катионның радиусы әр уақытта кіші.
3) Лантаноидтар және актиноидтардан басқа элементтердің атом және ион
өлшемдерінің өзгеруі Менделеевтің периодтық жүйесі секілді өседі, ал
лантаноид және актиноидтарда элементтердің нөмірі
өскен сайын радиус
мөлшері төмендейді, яғни атомдар сығылады.