Volume atom

Apa itu volume atom?

Dia Volume atom Itu adalah nilai relatif yang menunjukkan hubungan antara massa molar suatu unsur dan kepadatannya. Kemudian, volume ini tergantung pada kepadatan elemen, dan kepadatan tergantung pada fase dan bagaimana atom dipesan dalam hal ini.

Sehingga volume atom untuk elemen z tidak sama dalam fase lain yang berbeda dari yang ditunjukkan pada suhu kamar (cair, padat atau gas), atau ketika itu merupakan bagian dari senyawa tertentu. Dengan demikian, volume atom z dalam senyawa zb berbeda dari z dalam senyawa zb.

Karena? Untuk memahaminya perlu membandingkan atom dengan, misalnya, beberapa kelereng. Kelereng memiliki batas material mereka didefinisikan dengan sangat baik, yang diamati berkat permukaannya yang cemerlang. Di sisi lain, perbatasan atom tersebar, meskipun dapat dianggap bulat dari jarak jauh.

Dengan demikian, apa yang menentukan titik di luar perbatasan atom adalah probabilitas batal untuk menemukan elektron, dan titik ini mungkin lebih jauh atau lebih dekat ke nukleus tergantung pada berapa banyak atom tetangga yang berinteraksi di sekitar atom yang dipertimbangkan.

Volume atom dan radio

Saat berinteraksi dua atom H dalam molekul H₂, Posisi inti mereka didefinisikan serta jarak di antara mereka (jarak internuclear). Jika kedua atom berbentuk bulat, jari -jari adalah jarak antara nukleus dan batas difus:

Dalam gambar superior dapat dilihat bagaimana probabilitas menemukan elektron berkurang saat bergerak menjauh dari nukleus. Membagi dengan dua jarak internuclear, jari -jari atom diperoleh. Kemudian, dengan asumsi geometri bola untuk atom, rumus digunakan untuk menghitung volume bola:

V = (4/3) (pi) r³

Dalam ungkapan ini R adalah jari -jari atom yang ditentukan untuk molekul H₂. Nilai V yang dihitung dengan metode yang tepat ini dapat berubah jika, misalnya, H dipertimbangkan₂ dalam keadaan cair atau logam. Namun, metode ini sangat tidak akurat karena bentuk atom sangat jauh dari bidang yang ideal dalam interaksi mereka.

Untuk menentukan volume atom dalam padatan, banyak variabel mengenai pengaturan diperhitungkan, dan yang diperoleh dengan studi difraksi x -ray.

Formula tambahan

Massa molar mengekspresikan jumlah materi yang memiliki mol atom elemen kimia.

Unitnya adalah G/Mol. Di sisi lain, kepadatan adalah volume yang menempati gram elemen: g/ml. Karena unit volume atom adalah ML/mol, Anda harus bermain dengan variabel untuk mencapai unit yang diinginkan:

• (g/mol) (ml/g) = ml/mol

Atau apa yang sama:

• (Massa molar) (1/d) = v
• (Massa molar/d) = v

Dengan demikian, volume mol atom suatu elemen dapat dengan mudah menghitung; Sementara dengan rumus volume bola volume atom individu dihitung.

Untuk mencapai nilai ini dari yang pertama, konversi diperlukan melalui nomor Avogadro (6.02 · 10^-23).

Bagaimana bervariasi volume atom dalam tabel periodik?

Jika atom dianggap bulat, maka variasinya akan sama yang diamati dalam radio atom. Dalam gambar superior, yang menunjukkan elemen yang representatif, diilustrasikan bahwa dari kanan ke kiri atom kerdil; Di sisi lain, dari atas ke bawah ini menjadi lebih besar.

Ini karena pada periode yang sama inti menggabungkan proton saat bergerak ke kanan. Proton ini mengerahkan gaya tarik pada elektron eksternal, yang merasakan beban nuklir yang efektif z z_EF, Minor dari beban nuklir asli z.

Elektron lapisan internal mengusir yang dari lapisan luar, mengurangi efek inti pada mereka; Ini dikenal sebagai efek layar. Pada periode yang sama efek layar gagal menangkal peningkatan jumlah proton, sehingga elektron lapisan dalam tidak mencegah kontraksi atom.

Namun, saat turun dalam suatu kelompok, tingkat energi baru diaktifkan, yang memungkinkan elektron untuk mengorbit inti. Demikian juga, jumlah elektron di lapisan dalam meningkat, yang efek perisainya mulai berkurang jika nukleus menambahkan proton lagi.

Karena alasan ini dihargai bahwa Grup 1A memiliki atom yang paling besar, tidak seperti atom kecil Grup 8a (atau 18), yaitu gas mulia.

Volume atom logam transisi

Atom -atom logam transisi menggabungkan elektron ke dalam orbital internal D. Peningkatan efek layar ini dan, serta beban nuklir asli Z, hampir sama dibatalkan, sehingga atom mereka mempertahankan ukuran yang sama pada periode yang sama.

Dengan kata lain: dalam suatu periode, logam transisi menunjukkan volume atom yang serupa. Namun, perbedaan kecil ini sangat signifikan ketika mendefinisikan kristal logam (seolah -olah mereka adalah kelereng logam).

Contoh volume atom

Dua formula matematika tersedia untuk menghitung volume atom satu elemen, masing -masing dengan contoh yang sesuai.

Contoh 1

Mengingat radiografi atom -37 pm (1 picometer = 10^-12m) -dan cesium -265 pm-, Hitung volume atom Anda.

Menggunakan rumus volume bola, kemudian Anda miliki:

V_H= (4/3) (3.14) (37 sore)³= 212.07 PM³

V_CS= (4/3) (3.14) (265 PM)³= 77912297.67 PM³

Namun, volume ini yang diekspresikan dalam picometer adalah selangit, sehingga mereka berubah menjadi unit angstrom, mengalikannya dengan faktor konversi (1å/100pm)³:

(212.07 PM³) (1å/100pm)³= 2.1207 × 10^-4 KE³

(77912297.67 PM³) (1å/100pm)³= 77.912 ų

Dengan demikian, perbedaan ukuran antara atom H kecil dan atom CS yang banyak dibuktikan secara numerik dibuktikan. Penting untuk memperhitungkan bahwa perhitungan ini tidak lebih dari perkiraan di bawah pernyataan bahwa atom benar -benar bulat, yang divagasi realitas.

Contoh 2

Kepadatan emas murni adalah 19,32 g/ml dan massa molarnya adalah 196,97 g/mol. Menerapkan rumus M/D untuk menghitung volume mol atom emas, berikut ini adalah:

V_Au= (196.97 g/mol)/(19.32 g/ml) = 10.19 ml/mol

Yaitu, 1 mol atom emas menempati 10,19 ml, tetapi volume apa yang menempati atom emas secara khusus? Dan bagaimana mengekspresikannya di unit PM³? Untuk ini, cukup terapkan faktor konversi berikut:

(10.19 ml/mol) · (mol/6.02 · 10^-23 atom) · (1 m/100 cm)³· (1 siang/10^-12M)³= 16.92 · 10⁶ pm³

Di sisi lain, jari -jari atom emas adalah 166 PM. Jika kedua volume dibandingkan - yang diperoleh dengan metode sebelumnya dan yang dihitung dengan rumus volume bola - akan ditemukan bahwa mereka tidak memiliki nilai yang sama:

V_Au= (4/3) (3.14) (166 PM)³= 19,15 · 10⁶ pm³

Manakah dari keduanya yang lebih dekat dengan nilai yang diterima? Yang paling dekat dengan hasil eksperimen yang diperoleh dengan difraksi x -ray dari struktur kristal emas.