JARI-JARI ATOM: BAGAIMANA DIUKUR, BAGAIMANA PERUBAHANNYA, DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The jari-jari atom merupakan parameter penting untuk sifat periodik unsur dari tabel periodik. Ini terkait langsung dengan ukuran atom, karena semakin besar jari-jarinya, semakin besar atau lebih volumenya mereka. Demikian juga terkait dengan karakteristik elektroniknya.

Semakin banyak elektron yang dimiliki sebuah atom, semakin besar ukuran atom dan jari-jarinya. Keduanya ditentukan oleh elektron pada kulit valensi, karena pada jarak di luar orbitnya, kemungkinan menemukan elektron mendekati nol. Kebalikannya terjadi di sekitar inti: kemungkinan menemukan elektron meningkat.

Sumber: Pexels

Gambar atas mewakili kemasan bola kapas. Perhatikan bahwa masing-masing dikelilingi oleh enam tetangga, tidak termasuk kemungkinan baris atas atau bawah lainnya. Bagaimana bola kapas dipadatkan akan menentukan ukurannya dan karenanya jari-jarinya; seperti halnya atom.

Unsur-unsur menurut sifat kimianya berinteraksi dengan atomnya sendiri dalam satu atau lain cara. Akibatnya, besarnya jari-jari atom bervariasi sesuai dengan jenis ikatan yang ada dan kemasan padat atomnya.

Bagaimana jari-jari atom diukur?

Sumber: Gabriel Bolívar

Pada gambar utama, mudah untuk mengukur diameter bola kapas, lalu membaginya menjadi dua. Namun, bola atom tidak sepenuhnya ditentukan. Mengapa? Karena elektron bersirkulasi dan berdifusi di wilayah ruang tertentu: orbital.

Oleh karena itu, atom dapat dianggap sebagai bola dengan tepi yang tidak dapat ditembus, yang tidak mungkin untuk mengatakan dengan pasti seberapa jauh ujungnya. Misalnya, pada gambar di atas, wilayah tengah, dekat nukleus, menunjukkan warna yang lebih pekat, sementara tepinya kabur.

Gambar tersebut mewakili molekul E ₂ diatomik (seperti Cl ₂ , H ₂ , O ₂ , dll.). Dengan asumsi bahwa atom adalah benda bulat, jika jarak d yang memisahkan kedua inti dalam ikatan kovalen ditentukan, maka cukup untuk membaginya menjadi dua bagian (d / 2) untuk mendapatkan jari-jari atom; lebih tepatnya, jari-jari kovalen E untuk E ₂ .

Bagaimana jika E tidak membentuk ikatan kovalen dengan dirinya sendiri, melainkan elemen logam? Kemudian d akan ditunjukkan dengan jumlah tetangga yang mengelilingi E dalam struktur logamnya; yaitu, dengan nomor koordinasi (NC) atom di dalam kemasan (ingat bola kapas di gambar utama).

Penentuan jarak internuklir

Untuk menentukan d, yang merupakan jarak antar inti dua atom dalam suatu molekul atau kemasan, diperlukan teknik analisis fisik.

Salah satu yang paling banyak digunakan adalah difraksi sinar X. Di dalamnya, seberkas cahaya disinari melalui kristal, dan pola difraksi yang dihasilkan dari interaksi antara elektron dan radiasi elektromagnetik dipelajari. Tergantung pada kemasannya, pola difraksi yang berbeda dapat diperoleh dan oleh karena itu nilai d lainnya.

Jika atom berada "rapat" dalam kisi kristal, mereka akan menampilkan nilai d yang berbeda dibandingkan dengan yang akan mereka miliki jika "nyaman". Juga, jarak antar inti ini dapat berfluktuasi nilainya, sehingga jari-jari atom sebenarnya adalah nilai rata-rata dari pengukuran tersebut.

Bagaimana jari-jari atom dan nomor koordinasi berhubungan? V. Goldschmidt membangun hubungan antara keduanya, di mana untuk NC 12, nilai relatifnya adalah 1; 0,97 untuk kemasan di mana atom memiliki NC sama dengan 8; 0,96, untuk NC sama dengan 6; dan 0,88 untuk NC dari 4.

Unit

Dimulai dengan nilai NC yang sama dengan 12, banyak tabel telah disusun di mana jari-jari atom semua elemen tabel periodik dibandingkan.

Karena tidak semua elemen membentuk struktur kompak seperti itu (NC kurang dari 12), hubungan V. Goldschmidt digunakan untuk menghitung jari-jari atomnya dan menyatakannya untuk kemasan yang sama. Dengan cara ini, pengukuran jari-jari atom distandarisasi.

Tapi dalam unit apa mereka diekspresikan? Karena d besarnya sangat kecil, seseorang harus menggunakan satuan angstrom Å (10 ∙ 10 ^-10 m) atau juga digunakan secara luas, pikometer (10 ∙ 10 ^-12 m).

Bagaimana perubahannya dalam tabel periodik?

Selama suatu periode

Jari-jari atom yang ditentukan untuk elemen logam disebut jari-jari logam, sedangkan untuk elemen non-logam, jari-jari kovalen (seperti fosfor, P ₄ , atau sulfur, S ₈ ). Namun, di antara kedua jenis jeruji tersebut terdapat perbedaan yang lebih mencolok dibandingkan dengan namanya.

Dari kiri ke kanan dalam periode yang sama, inti menambahkan proton dan elektron, tetapi elektron terbatas pada tingkat energi yang sama (bilangan kuantum utama). Akibatnya, inti atom mengerahkan muatan inti efektif yang meningkat pada elektron valensi, yang berkontraksi dengan jari-jari atom.

Dengan cara ini, unsur non-logam dalam periode yang sama cenderung memiliki jari-jari atom (kovalen) yang lebih kecil daripada logam (jari-jari logam).

Turun melalui grup

Saat Anda turun melalui suatu kelompok, tingkat energi baru diaktifkan, yang memungkinkan elektron memiliki lebih banyak ruang. Jadi, awan elektron menutupi jarak yang lebih jauh, pinggirannya yang kabur akhirnya bergerak menjauh dari nukleus, dan oleh karena itu, jari-jari atomnya mengembang.

Kontraksi lantanida

Elektron di kulit dalam membantu melindungi muatan inti efektif pada elektron valensi. Ketika orbital yang menyusun kulit bagian dalam memiliki banyak "lubang" (node), seperti yang terjadi pada orbital f, inti atom berkontraksi dengan kuat karena efek perisai yang buruk.

Fakta ini dibuktikan dalam kontraksi lantanida pada periode 6 tabel periodik. Dari La ke Hf terdapat kontraksi yang cukup besar pada jari-jari atom sebagai akibat dari orbital f, yang “terisi” saat blok f dilintasi: lantanoid dan aktinoid.

Efek serupa juga dapat diamati dengan unsur-unsur blok pa periode 4. Kali ini, sebagai akibat lemahnya efek perisai orbital d yang terisi ketika melewati periode logam transisi.

Contoh

Untuk periode 2 tabel periodik jari-jari atom unsur-unsurnya adalah:

-Li: 257 malam

-Jadilah: 112 malam

-B: 88 malam

-C: 77 malam

-N: 74 malam

-O: 66 malam

-F: 64 sore

Perhatikan bahwa logam litium memiliki jari-jari atom terbesar (257 pm), sedangkan fluor, yang terletak di ujung paling kanan periode, adalah yang terkecil dari semuanya (64 pm). Jari-jari atom turun dari kiri ke kanan dalam periode yang sama, dan nilai yang terdaftar membuktikannya.

Litium, saat membentuk ikatan logam, jari-jarinya adalah logam; dan fluor, karena ia membentuk ikatan kovalen (FF), jari-jarinya adalah kovalen.

Bagaimana jika Anda ingin mengekspresikan jari-jari atom dalam satuan angstrom? Bagilah saja dengan 100: (257/100) = 2.57Å. Dan seterusnya dengan nilai lainnya.

Referensi

1. Kimia 301. Jari-jari Atom. Diperoleh dari: ch301.cm.utexas.edu
2. Yayasan CK-12. (2016, 28 Juni). Radius Atom. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
3. Tren Jari-jari Atom. Diambil dari: intro.chem.okstate.edu
4. Perguruan Tinggi Komunitas Clackamas. (2002). Ukuran Atom. Diperoleh dari: dl.clackamas.edu
5. Clark J. (Agustus 2012). Radius Atom dan Ionik. Diperoleh dari: chemguide.co.uk
6. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat., Hlm.23, 24, 80, 169). Mc Graw Hill.