Ковалентный радиус - Covalent radius

Типы радиусов

В ковалентный радиус, рcov, является мерой размера атом что является частью одного Ковалентная связь. Обычно измеряется либо в пикометры (pm) или ангстремы (Å), причем 1 Å = 100 пм.

В принципе, сумма двух ковалентных радиусов должна равняться ковалентному длина облигации между двумя атомами, р(AB) = р(А) + р(В). Кроме того, можно ввести разные радиусы для одинарных, двойных и тройных связей (r1, р2 и г3 ниже) в чисто оперативном смысле. Эти отношения, конечно, не точны, потому что размер атома не постоянен, а зависит от его химического окружения. За гетероатомный Связи A – B, могут входить ионные члены. Часто полярные ковалентные связи короче, чем можно было бы ожидать, исходя из суммы ковалентных радиусов. Табличные значения ковалентных радиусов являются либо средними, либо идеализированными значениями, которые, тем не менее, демонстрируют определенные возможность передачи между разными ситуациями, что делает их полезными.

Длина облигаций р(AB) измеряются дифракция рентгеновских лучей (реже, нейтронография на молекулярные кристаллы ). Вращательная спектроскопия также может дать очень точные значения длин связей. За гомоядерный Облигации A – A, Линус Полинг взял ковалентный радиус равным половине длины одинарной связи в элементе, например р(H – H, в H2) = 74,14 вечера, поэтому рcov(H) = 37,07 пм: на практике обычно получают среднее значение из множества ковалентных соединений, хотя разница обычно небольшая. Сандерсон недавно опубликовал набор неполярных ковалентных радиусов для элементов основной группы,[1] но наличие больших коллекций длин облигаций, которые более передаваемый, от Кембриджская кристаллографическая база данных[2][3] сделал ковалентные радиусы устаревшими во многих ситуациях.

Средние радиусы

Значения в таблице ниже основаны на статистическом анализе более 228 000 экспериментальных длин связей из Кембриджской структурной базы данных.[4] Для углерода значения даны для разных гибридизации орбиталей.

Ковалентные радиусы в пм из анализа Кембриджская структурная база данных, который содержит около 1 030 000 кристаллических структур[4]
ЧАС Он
1 2
31(5) 28
ЛиБыть BCNОFNe
34Радиус (стандартное отклонение ) / вечера5678910
128(7)96(3) 84(3)зр3 76(1)
зр2 73(2)
пр 69 (1)		71(1)66(2)57(3)58
NaMg AlSiпSClAr
1112 131415161718
166(9)141(7) 121(4)111(2)107(3)105(3)102(4)106(10)
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeВ качествеSeBrKr
192021222324252627282930313233343536
203(12)176(10)170(7)160(8)153(8)139(5)l.s. 139 (5)
h.s. 161 (8)		l.s. 132 (3)
h.s. 152 (6)		l.s. 126 (3)
h.s. 150 (7)		124(4)132(4)122(4)122(3)120(4)119(4)120(4)120(3)116(4)
Руб.SrYZrNbПнTcRURhPdAgCDВSnSbTeяXe
373839404142434445464748495051525354
220(9)195(10)190(7)175(7)164(6)154(5)147(7)146(7)142(7)139(6)145(5)144(9)142(5)139(4)139(5)138(4)139(3)140(9)
CSБа HfТаWReОперационные системыIrPtAuHgTlPbБиПоВRn
5556 727374757677787980818283848586
244(11)215(11) 187(8)170(8)162(7)151(7)144(4)141(6)136(5)136(6)132(5)145(7)146(5)148(4)140(4)150150
ПтРа
8788
260221(2)
 
 ЛаCePrNdВечераСмЕвропаБ-гTbDyХоЭТмYbЛу
 575859606162636465666768697071
 207(8)204(9)203(7)201(6)199198(8)198(6)196(6)194(5)192(7)192(7)189(6)190(10)187(8)175(10)
 AcЧтПаUNpПуЯвляюсьСм
 8990919293949596
 215206(6)200196(7)190(1)187(1)180(6)169(3)

Радиусы для нескольких связей

Другой подход состоит в том, чтобы согласовать все элементы в меньшем наборе молекул. Это было сделано отдельно для сингла,[5]двойной,[6]и тройные облигации[7]вплоть до сверхтяжелых элементов. Использовались как экспериментальные, так и расчетные данные. Результаты одинарной связи часто аналогичны результатам Cordero et al.[4] Когда они разные, координационные номера б / у может быть разным. Это особенно верно для большинства (d и f) переходных металлов. Обычно ожидается, что р1 > р2 > р3. Отклонения могут возникать для слабых кратных связей, если различия лиганда больше, чем различия р в используемых данных.

Обратите внимание, что элементы до атомный номер 118 (Оганессон ) в настоящее время произведены экспериментально, и что химические исследования все чаще проводятся. Тот же самосогласованный подход был использован для подбора тетраэдрических ковалентных радиусов для 30 элементов в 48 кристаллах с субпикометрической точностью.[8]

Одинокий-,[5] двойной-,[6] и тройная связь[7] ковалентные радиусы, обычно определяемые с использованием
400 экспериментальных или расчетных первичных расстояний, р, за комплект.
ЧАС Он
1 2
32
-
-		 46
-
-
ЛиБыть BCNОFNe
34Радиус / вечера:5678910
133
124
-		102
90
85		одинарная облигация

двойная связь

тройная связь

85
78
73		75
67
60		71
60
54		63
57
53		64
59
53		67
96
-
NaMg AlSiпSClAr
1112 131415161718
155
160
-		139
132
127		 126
113
111		116
107
102		111
102
94		103
94
95		99
95
93		96
107
96
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeВ качествеSeBrKr
192021222324252627282930313233343536
196
193
-		171
147
133		148
116
114		136
117
108		134
112
106		122
111
103		119
105
103		116
109
102		111
103
96		110
101
101		112
115
120		118
120
-		124
117
121		121
111
114		121
114
106		116
107
107		114
109
110		117
121
108
Руб.SrYZrNbПнTcRURhPdAgCDВSnSbTeяXe
373839404142434445464748495051525354
210
202
-		185
157
139		163
130
124		154
127
121		147
125
116		138
121
113		128
120
110		125
114
103		125
110
106		120
117
112		128
139
137		136
144
-		142
136
146		140
130
132		140
133
127		136
128
121		133
129
125		131
135
122
CSБаЛа-ЛуHfТаWReОперационные системыIrPtAuHgTlPbБиПоВRn
5556 727374757677787980818283848586
232
209
-		196
161
149		 152
128
122		146
126
119		137
120
115		131
119
110		129
116
109		122
115
107		123
112
110		124
121
123		133
142
-		144
142
150		144
135
137		151
141
135		145
135
129		147
138
138		142
145
133
ПтРаAc-LrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvЦOg
8788 104105106107108109110111112113114115116117118
223
218
-		201
173
159		 157
140
131		149
136
126		143
128
121		141
128
119		134
125
118		129
125
113		128
116
112		121
116
118		122
137
130		136
-
-		143
-
-		162
-
-		175
-
-		165
-
-		157
-
-
 
 ЛаCePrNdВечераСмЕвропаБ-гTbDyХоЭТмYbЛу
 575859606162636465666768697071
 180
139
139		163
137
131		176
138
128		174
137		173
135		172
134		168
134		169
135
132		168
135		167
133		166
133		165
133		164
131		170
129		162
131
131
 AcЧтПаUNpПуЯвляюсьСмBkCfEsFMМкрНетLr
 8990919293949596979899100101102103
 186
153
140		175
143
136		169
138
129		170
134
118		171
136
116		172
135		166
135		166
136		168
139		168
140		165
140		167173
139		176161
141
-

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Сандерсон, Р. Т. (1983). «Электроотрицательность и энергия связи». Журнал Американского химического общества. 105 (8): 2259–2261. Дои:10.1021 / ja00346a026.
  2. ^ Allen, F.H .; Kennard, O .; Watson, D.G .; Brammer, L .; Орпен, А.Г .; Тейлор, Р. (1987). «Таблица длин связей, определенных с помощью рентгеновской дифракции и нейтронной дифракции». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (12): S1 – S19. Дои:10.1039 / P298700000S1.
  3. ^ Орпен, А. Гай; Браммер, Ли; Аллен, Фрэнк Х .; Кеннард, Ольга; Уотсон, Дэвид Дж .; Тейлор, Робин (1989). «Приложение. Таблицы длин связей, определенных методами рентгеновской дифракции и нейтронографии. Часть 2. Металлоорганические соединения и координационные комплексы металлов d- и f-блока». Журнал химического общества, Dalton Transactions (12): S1. Дои:10.1039 / DT98900000S1.
  4. ^ а б c Беатрис Кордеро; Вероника Гомес; Ана Э. Платеро-Пратс; Марк Ревес; Хорхе Эчеверриа; Эдуард Кремадес; Флавия Барраган; Сантьяго Альварес (2008). «Новый взгляд на ковалентные радиусы». Dalton Trans. (21): 2832–2838. Дои:10.1039 / b801115j. PMID  18478144. S2CID  244110.
  5. ^ а б П. Пюйкко; М. Ацуми (2009). «Молекулярные ковалентные радиусы одинарной связи для элементов 1-118». Химия: европейский журнал. 15 (1): 186–197. Дои:10.1002 / chem.200800987. PMID  19058281.
  6. ^ а б П. Пюйкко; М. Ацуми (2009). «Ковалентные радиусы молекул с двойной связью для элементов Li – E112». Химия: европейский журнал. 15 (46): 12770–12779. Дои:10.1002 / chem.200901472. PMID  19856342.. На рисунке 3 этой статьи представлены все радиусы ссылок. [5-7]. Среднеквадратичное отклонение каждого набора составляет 3 пм.
  7. ^ а б П. Пюйкко; С. Ридель; М. Пацшке (2005). «Ковалентные радиусы с тройной связью». Химия: европейский журнал. 11 (12): 3511–3520. Дои:10.1002 / chem.200401299. PMID  15832398.
  8. ^ П. Pyykkö (2012). «Переоборудованные тетраэдрические ковалентные радиусы для твердых тел». Физический обзор B. 85 (2): 024115, 7 стр. Bibcode:2012PhRvB..85b4115P. Дои:10.1103 / PhysRevB.85.024115.