Atomun Hacmi Nasıl Bulunur

atom hacmi bir elementin molar kütlesi ve yoğunluğu arasındaki ilişkiyi gösteren göreceli bir değerdir. Dolayısıyla, bu hacim elemanın yoğunluğuna bağlıdır ve yoğunluk sırasıyla faza ve atomların bunun içinde nasıl düzenlendiğine bağlıdır..

Dolayısıyla, bir Z elementinin atomik hacmi, oda sıcaklığında (sıvı, katı veya gaz) sergilenden farklı bir fazda veya belirli bileşiklerin bir parçası olduğunda başka bir fazda aynı değildir. Dolayısıyla, ZA bileşiğindeki Z'nin atom hacmi ZB bileşiğindeki Z'den farklıdır.

Neden? Bunu anlamak için atomları, örneğin mermerlerle karşılaştırmak gerekir. Üstün görüntünün mavimsi olanlar gibi mermerler, parlak yüzeyleri sayesinde gözlenen maddi sınırlarını çok iyi tanımlamışlardır. Buna karşılık, atomların sınırı, küresel olarak düşünüldüğü halde, dağınıktır..

Bu nedenle, atom sınırının ötesinde bir noktayı belirleyen şey, bir elektron bulmadaki sıfır olasılıktır ve bu nokta, söz konusu atom etrafında kaç tane komşu atomun etkileşime girdiğine bağlı olarak çekirdeğe uzak veya yakın olabilir.

indeks

• 1 Atom hacmi ve yarıçapı
• 2 Ek formül
• 3 Periyodik tablodaki atom hacmi nasıl değişir??
  • Atomik geçiş metal hacimleri
• 4 Örnek
• 5 Kaynakça

Atom hacmi ve yarıçapı

H molekülündeki iki H atomunu etkileşime sokarak₂, Çekirdeklerinin konumları, aralarındaki mesafelerin yanı sıra tanımlanır (içsel mesafeler). Her iki atom da küresel ise, yarıçap, çekirdek ve dağınık sınır arasındaki mesafedir:

Üst resimde, bir elektron bulma olasılığının çekirdekten uzaklaştıkça nasıl azaldığı görülebilir. İç arasındaki mesafeyi ikiye bölerek atom yarıçapı elde edilir. Daha sonra, atomlar için küresel bir geometri varsayarak, bir kürenin hacmini hesaplamak için formülü kullanırız:

V = (4/3) (Pi) r³

Bu ifadede r, H molekülü için belirlenen atom yarıçapıdır₂. Bu kesin olmayan yöntemle hesaplanan V değeri, örneğin H olarak kabul edilirse değişebilir₂ Sıvı veya metalik halde. Ancak, bu yöntem çok yanlış çünkü atomların şekilleri etkileşimlerinde ideal alandan uzak.

Katılarda atomik hacimleri belirlemek için, düzenlemeyle ilgili birçok değişken dikkate alınmakta ve X-ışını difraksiyon çalışmaları ile elde edilmektedir..

Ek formül

Molar kütle, bir kimyasal elementin bir mol atomuna sahip madde miktarını ifade eder..

Birimleri g / mol'dür. Diğer taraftan, yoğunluk elementin bir gramını kaplayan hacimdir: g / mL. Atom hacminin birimleri mL / mol olduğundan, istediğiniz birimlere ulaşmak için değişkenlerle oynamak zorundasınız:

(g / mol) (mL / g) = mL / mol

Veya aynı olan:

(Molar kütle) (1 / D) = V

(Molar kütle / D) = V

Böylece, bir elementin bir mol atomunun hacmi kolayca hesaplanabilir; küresel hacmin formülü ile tek bir atomun hacmi hesaplanır. Bu değere ilkinden ulaşmak için Avogadro'nun numarası ( · 10) üzerinden bir dönüşüm gereklidir.).

Periyodik tablodaki atom hacmi nasıl değişir??

Atomlar küresel olarak kabul edilirse, değişkenliği atom yarıçapında gözlendiği gibi olacaktır. Temsilci elemanları gösteren üst görüntüde atomların cüce sağdan sola; bunun yerine, yukarıdan aşağıya bunlar daha hacimli hale gelir.

Bunun nedeni, aynı dönemde çekirdeğin sağa doğru hareket ederken protonları içermesidir. Bu protonlar dış elektronlar üzerinde çekici bir kuvvet uygular ve bu durum etkili bir nükleer yük Z hisseder_eff, gerçek nükleer yükten daha az Z.

İç tabakaların elektronları, dış tabakanınkileri iter, çekirdeğin bunlar üzerindeki etkisini azaltır; Bu ekran etkisi olarak bilinir. Aynı dönemde, ekran etkisi proton sayısındaki artışı engellemeyi başaramaz, bu yüzden iç tabakadaki elektronlar atomların büzülmesini önlemez.

Bununla birlikte, bir gruba inerek, elektronların çekirdekten uzağa yörüngeye dönmelerini sağlayan yeni enerji seviyeleri sağlanır. Ayrıca, iç tabakadaki elektronların sayısı artar, eğer çekirdek tekrar proton eklerse, koruyucu etkileri azalmaya başlar..

Bu nedenlerden ötürü, 1A grubunun, 8A (veya 18) grubunun küçük atomlarından farklı olarak, soy gazlardan en hacimli atomlara sahip olduğu görülebilir..

Geçiş metallerinin atomik hacimleri

Geçiş metallerinin atomları iç orbitallere elektronlar içerir d. Ekran etkisinin ve gerçek nükleer yük Z'nin yanı sıra, atomlarının aynı büyüklükte olmasını sağlamak için, ekran etkisindeki bu artış neredeyse eşit olarak iptal edilir..

Başka bir deyişle: Bir dönemde, geçiş metalleri benzer atom hacimleri sergiler. Bununla birlikte, bu küçük farklılıklar metalik kristalleri tanımlarken çok önemlidir (metalik mermerlermiş gibi)..

Örnekler

Bir elementin atom hacmini hesaplamak için her biri karşılık gelen örnekleriyle hesaplanan iki matematiksel formül vardır.

Örnek 1

Hidrojenin atom yarıçapı pm (1 pikometre = 10m) - ve sezyum pm-, atom hacimlerini hesaplar.

Küresel hacmin formülünü kullanarak, bizde:

V_'H= (4/3) () ()³= pm³

V_cs= (4/3) () (öğlen )³= ,67 pm³

Bununla birlikte, pirometrelerde ifade edilen bu hacimler cansızdır, bu yüzden onları angstrom birimlerine dönüştürürler, onları dönüşüm faktörü (1Å / pm) ile çarparak³:

( pm³) (1Å / pm)³= × 10^-4 ų

(,67 pm³) (1Å / pm)³= 77, ų

Bu nedenle, H'nin küçük atomu ile C'lerin hacimli atomu arasındaki boyut farkları sayısal olarak belirgin kalır. Bu hesaplamaların, bir atomun tamamen küresel olduğu iddiasıyla, gerçeklik karşısında dolaşan bir yaklaşım olduğu unutulmamalıdır..

Örnek 2

Saf altının yoğunluğu g / mL ve molar kütlesi g / mol'dür. Bir mol altın atomunun hacmini hesaplamak için M / D formülünü uygulamak aşağıdakilere sahiptir:

V_Au= ( g / mol) / ( g / mL) = mL / mol

Yani, 1 mol altın atomu mL kaplar, fakat bir altın atomu hangi hacmi kaplar? Ve pm birimlerinde nasıl ifade edilir³? Bunun için basitçe aşağıdaki dönüşüm faktörlerini uygulayın:

( mL / mol) · (mol / · 10) atomlar) · (1 m / cm)³· ( / 10m)³= 16,92 · 10⁶ pm³

Öte yandan, altının atom yarıçapı pm'dir. Her iki hacmi de karşılaştırırsanız - önceki yöntemle elde edilen ve küresel hacmin formülüyle hesaplanan - aynı değere sahip olmadığını göreceksiniz:

V_Au= (4/3) () ( pm)³= 19,15 · 10⁶ pm³

İkisinden hangisi kabul edilen değere en yakın? Altının kristal yapısının X-ışını kırınımı ile elde edilen deneysel sonuçlara en yakın olanı.

referanslar

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (09 Aralık ). Atom Hacmi Tanımı. 6 Haziran 'de alındı, nereden: funduszeue.info
2. Mayfair, Andrew. (). Atom Hacminin Hesaplanması. sciencing. 6 Haziran 'de, şu kaynaktan alındı: funduszeue.info
3. Wiki Kids Ltd. (). Lothar Meyer Atomik Hacim Eğrileri. 6 Haziran 'de alındı, funduszeue.info
4. Lümen. Periyodik Eğilimler: Atom Yarıçapı. 6 Haziran 'de, şu adreslerden alındı: funduszeue.info
5. Camilo J. Derpich. Hacim ve Atom Yoğunluğu. 6 Haziran 'de, şu kaynaktan alındı: funduszeue.info
6. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. Kimya. (8. basım). CENGAGE Öğrenme, s.
7. CK Vakfı. (22 Şubat ). Karşılaştırmalı atom boyutları. [Şekil]. funduszeue.info adresinden 6 Haziran tarihinde alındı.
8. CK Vakfı. (22 Şubat ). H'nin atom yarıçapı₂. [Şekil]. funduszeue.info adresinden 6 Haziran tarihinde alındı.

Elementlerin Periyodik Tablosundaki tüm elementler için atomik yarıçapları - çoğul yarıçapı - listeleyen bir tablo bulun. Bu tablolar kimya ders kitabınızda sıklıkla bulunabilir. Atom yarıçapı, atomun merkezinden, çekirdeğinden, atomun dış kenarına olan mesafedir.

Bir kağıt parçasına, atom için atom yarıçapını kopyalayın. Örneğin, bir hidrojen atomunun yarıçapı 53 pikometreye sahiptir.

Atom yarıçapını kendisiyle üç kez çarparak bir atomun kübik yarıçapını hesaplayın. Örneğin, atomik yarıçapı 5 ise, 5 ile kendi başına çarpı yarıçapına eşittir.

Atom hacmini hesaplamak için kürenin hacmi için matematiksel formülü kullanın. Bir kürenin hacminin matematiksel formülü Pi ile çarpılan dörtte üçünün kesridir ve bu daha sonra atomun kübik yarıçapı ile çarpılır. Matematiksel bir sabit olan Pi, 'dir.

Uyarılar

• Bir atomun hacminin hesaplanması, bir atomun küre olarak basit bir şekilde anlaşılmasına dayanır. Bir atomun hacmini hesaplamanız istendiğinde, bunun bir küre olduğunu kabul edin, ancak bir atomun kuantum mekaniği teorileri tarafından açıklandığı gibi basit bir küreden çok daha karmaşık olduğunu unutmayın.