Ionsugár

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Jump to navigation Jump to search
Space-filling modellek az ionok méretének szemléltetésére (kationok - fent, anionok - lent)

Noha sem az atom, sem az ion önmagában nem jellemezhető éles határvonallal, mégis szokás atom- vagy ionsugárt megadni egy-egy elem különböző állapotának jellemzésére, amely például egy atom- vagy ionrácsban az atomok vagy ionok kötéstávolságával is kapcsolatos. Ionok töltésüktől függően kisebbek vagy nagyobbak is lehetnek a semleges atomnál. Például a kationképződésnél - amikor az atom elektront veszít - szemléletes módon a többi elektron jóval erősebb vonzerőt alakít ki, tehát mérete ilyen módon kisebb lesz.

Az ionsugár (ionrádiusz) ugyanakkor nem statikus jellemzője az adott ionnak, hanem függvénye a rendszámnak, a spin állapotnak és más paramétereknek is. Az ionsugár nemcsak a periódusos rendszer főcsoportjainak előrehaladtával, hanem a rendszámmal is növekszik. A magasabb impulzusmomentummal rendelkező ionnak rendszerint magasabb az ionsugár értéke, mint a kisebb spinnel rendelkezőnek.

Az ionsugár meghatározása[szerkesztés]

Krisztallográfia elvi vázlat

Egy ionrácsban lévő ionok közti távolság meghatározására általában röntgen krisztallográfiai módszereket alkalmaznak, ilyen módon az ilyen szerkezetre jellemző ún. elemi cella méretei determinálhatók. Példaként véve a nátrium-klorid ionrácsos vegyületét, az elemi cella nagysága 564,02 pm. Ha az elemi cellát egy Na - Cl - Na modellel szemléltetjük, akkor a kapott értékből a Na - Cl kötéstávolságát az 564,02 pm felének tekintjük, mely így 282,01 pm. A krisztallográfia ugyan felvilágosítást ad az ionok közti távolságról, a kötések pontos elhelyezkedését nem szemlélteti.

Landé olyan ionkristályrácsokat vizsgált, amelyben a rácsot alkotó ionok mérete egymástól nagyságrendileg különbözik, ilyen volt a lítium-jodid (LiI). A lítiumionok sokkal kisebbek, mint a jodidionok, ennélfogva úgy helyezkednek el a rácsban, mintha rácsban létrejött lyukakban lennének, következésképp az ionok szinte érintik egymást. A két szomszédos jodidion közti távolság a jodidion rádiuszának kétszeresének adódott, amely 214 pm. Hasonló eljárással határozták meg például a rubídiumion ionsugarát, a RbI kristályszerkezetét vizsgálva.

Háromtengelyes ellipszoid

Nem gömbszimmetrikus ionok[szerkesztés]

Az ionrádiusz elmélet ui. azon a feltételezésen alapszik, hogy mind az atomok, mind az ionok gömbszimmetrikus szerkezetűek. Csoportelméleti meggondolásokból ez belátható, hogy a feltételezés csak olyan kristályráccsal rendelkező ionokra lehet érvényes, amelyek szimmetriafoka magas, mint a nátrium-klorid vagy a cink-szulfid esetében (szfalerit).

Azon ionok esetén, amelyek alacsony szimmetriafokkal rendelkeznek, az elektronsűrűség-eloszlás elfajulásából következően a gömbszimmetrikus rend eltérést mutat. Számos pirit-szerű diszulfidokkal történt vizsgálat, amelyben az egy vegyértékű szulfid ionok ún. kötésben vannak a rácsban. A vizsgálati eredmények alapján világossá vált, hogy a szulfidionok ellipszoiddal voltak modellezhetők - a szimmetriatengelyeknek megfelelően.

Források[szerkesztés]