Ionsugár

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
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


Carl Zeiss Crossbeam 550
Nanofluidics channels (33411553986).jpg

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 lítium ionok sokkal kisebbek, mint a jód ionok, ennélfogva úgy helyezkednek el a rácsban, mintha rácsban létrejött lyukakban lennének, következésképp az ionok szinte érintik egymást. A két szomszédos jodid ion közti távolság a jodid ion rádiuszának kétszeresének adódott, amely 214 pm. Hasonló eljárással határozták meg például a rubídium ion 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 gömszimmetrikus rend eltérést mutat. Számos pirit-szerű diszullfidokkal történt vizsgálat, amelyben az egyvegyértékű szulfid ionok ún. kötésben vannak a rácsban. A vizsgálati eredmények alapján világossá vált, hogy a szulfid ionok ellipszoiddal voltak modellezhetők - a szimmetriatengelyeknek megfelelően.

Források[szerkesztés]