רדיוס קוולנטי

בכימיה, הרדיוס הקוולנטי, r <sub>cov</sub>, הוא מדד לגודלו של אטום המהווה חלק מקשר קוולנטי יחיד. הרדיוס נמדד בדרך כלל ביחידות פיקומטר (pm) או אנגסטרום (Å), כאשר 1 אנגסטרום = 100 פיקומטר.

באופן עקרוני, סכום שני הרדיוסים הקוולנטיים שווה לאורך הקשר הקוולנטי בין שני אטומים, <math>R(AB) = r(A) + r(B)</math>. יתר על כן, ניתן להציג רדיוסים שונים עבור קשרים בודדים, כפולים ומשולשים (r<sub>2</sub> ,r<sub>1</sub> ו-r<sub>3</sub> בהתאמה), באופן חישובי בלבד. יחסים אלו אינם מדויקים מכיוון שגודלו של אטום אינו קבוע אלא תלוי סביבה כימית. עבור קשרי A–B הטרואטומיים, מונחים יוניים עשויים להיכנס. לעיתים קרובות הקשרים הקוולנטיים הקוטביים קצרים מהצפוי בהתבסס על סכום הרדיוסים הקוולנטיים. ערכי טבלה של רדיוסים קוולנטיים הם ערכים ממוצעים או אידיאליים, אשר מעידים במקרים רבים על עבירות (דמיון בתכונות כימיות ופיזקליות) במצבים שונים, מה שהופך אותם לשימושיים.

אורכי הקשר R(AB) נמדדים על ידי קריסטלוגרפיה בקרני רנטגן (לעיתים רחוקות יותר, עקיפת נייטרונים על גבישים מולקולריים). ספקטרוסקופיה סיבובית יכולה גם לתת ערכים מדויקים ביותר של אורכי קשר. עבור קשרים הומוגרעיניים A–A, לינוס פאולינג העריך את הרדיוס הקוולנטי למחצית מאורך הקשר היחיד ביסוד, למשל: כאשר <math>R(H-H, H_2)=74.14pm</math> (במולקולת מימן) נוכל להגיד כי <math>R_{cov}(H)=37.07pm</math>. בפועל, נהוג לקבל ערך רדיוס ממוצע ממגוון תרכובות קוולנטיות, אם כי בדרך כלל ההבדל קטן. ב-1983, פרסם סנדרסון רשימת רדיוסים קוולנטיים לא קוטביים עבור מרכיבי הקבוצה הראשית (יסודות מטורים 1&#x2013;2 ו-13&#x2013;18)<ref></ref>, אך זמינותם של אוספי נתונים גדולים יותר עבור אורכי קשר, בעלי עבירות גדולה יותר, מאגר המידע המבני של קיימברידג'<ref></ref><ref></ref> תרמה לדיוק מדידה ברדיוסים קוולנטיים מיושנים במקרים רבים.

== רדיוסים ממוצעים ==
הערכים בטבלה מטה מבוססים על ניתוח סטטיסטי של יותר מ-228,000 אורכי קשר ניסויים מאגר המידע המבני של קיימברידג'.<ref name="CSD"></ref> עבור פחמן, ניתנים ערכים עבור הכלאת אורביטלים אטומיים שונה.
{| style="text-align: center; border: none; min-width:70em" cellpadding="2" cellspacing="0"
|+רדיוס קוולנטי בפיקומטרים מניתוח של מאגר המידע המבני של קיימברידג', המכיל כ-1,030,000 מבנים גבישיים<ref name="CSD" />
|H
| colspan="17" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|He
|- style="background: #efefef;"
|1
| colspan="17" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|2
|-
|(5)31
| colspan="17" |&nbsp;
|28
|- style="background: #7DF9FF;"
|Li
|Be
| colspan="11" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|B
|C
|N
|O
|F
|Ne
|- style="background: #efefef;"
|3
|4
| colspan="11" style="background: #ffffff;" |
|5
|6
|7
|8
|9
|10
|- valign="top"
|(7)128
|(3)96
| colspan="11" |רדיוס (סטיית תקן) / פיקומטר&nbsp;
|(3)84
|sp<sup>3</sup> 76(1)
sp<sup>2</sup> 73(2)

sp &nbsp;69(1)
|(1)71
|(2)66
|(3)57
|58
|- style="background: #7DF9FF;"
|Na
|Mg
| colspan="11" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|Al
|Si
|P
|S
|Cl
|Ar
|- style="background: #efefef;"
|11
|12
| colspan="11" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|13
|14
|15
|16
|17
|18
|-
|(9)166
|(7)141
| colspan="11" |&nbsp;
|(4)121
|(2)111
|(3)107
|(3)105
|(4)102
|(10)106
|- style="background: #7DF9FF;"
|K
|Ca
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|Sc
|Ti
|V
|Cr
|Mn
|Fe
|Co
|Ni
|Cu
|Zn
|Ga
|Ge
|As
|Se
|Br
|Kr
|- style="background: #efefef;"
|19
|20
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|21
|22
|23
|24
|25
|26
|27
|28
|29
|30
|31
|32
|33
|34
|35
|36
|- valign="top"
|(12)203
|(10)176
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|(7)170
|(8)160
|(8)153
|(5)139
|l.s. 139(5)
h.s. 161(8)
|l.s. 132(3)
h.s. 152(6)
|l.s. 126(3)
h.s. 150(7)
|(4)124
|(4)132
|(4)122
|(3)122
|(4)120
|(4)119
|(4)120
|(3)120
|(4)116
|- style="background: #7DF9FF;"
|Rb
|Sr
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|Y
|Zr
|Nb
|Mo
|Tc
|Ru
|Rh
|Pd
|Ag
|Cd
|In
|Sn
|Sb
|Te
|I
|Xe
|- style="background: #efefef;"
|37
|38
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|39
|40
|41
|42
|43
|44
|45
|46
|47
|48
|49
|50
|51
|52
|53
|54
|-
|(9)220
|(10)195
|
|(7)190
|(7)175
|(6)164
|(5)154
|(7)147
|(7)146
|(7)142
|(6)139
|(5)145
|(9)144
|(5)142
|(4)139
|(5)139
|(4)138
|(3)139
|(9)140
|- style="background: #7DF9FF;"
|Cs
|Ba
| style="background: #ffffff;" |*
|Lu
|Hf
|Ta
|W
|Re
|Os
|Ir
|Pt
|Au
|Hg
|Tl
|Pb
|Bi
|Po
|At
|Rn
|- style="background: #efefef;"
|55
|56
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|71
|72
|73
|74
|75
|76
|77
|78
|79
|80
|81
|82
|83
|84
|85
|86
|-
|(11)244
|(11)215
|&nbsp;
|(10)175
|(8)187
|(8)170
|(7)162
|(7)151
|(4)144
|(6)141
|(5)136
|(6)136
|(5)132
|(7)145
|(5)146
|(4)148
|(4)140
|150
|150
|- style="background: #7DF9FF;"
|Fr
|Ra
| style="background: #ffffff;" |**
|- style="background: #efefef;"
|87
|88
|-
|260
|(2)221
|-
|&nbsp;
|- style="background: #7DF9FF;"
| colspan="2" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
| style="background: #ffffff;" |*
|La
|Ce
|Pr
|Nd
|Pm
|Sm
|Eu
|Gd
|Tb
|Dy
|Ho
|Er
|Tm
|Yb
|- style="background: #efefef;"
| colspan="3" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|57
|58
|59
|60
|61
|62
|63
|64
|65
|66
|67
|68
|69
|70
|-
| colspan="3" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|(8)207
|(9)204
|(7)203
|(6)201
|199
|(8)198
|(6)198
|(6)196
|(5)194
|(7)192
|(7)192
|(6)189
|(10)190
|(8)187
|- style="background: #7DF9FF;"
| colspan="2" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
| style="background: #ffffff;" |**
|Ac
|Th
|Pa
|U
|Np
|Pu
|Am
|Cm
|- style="background: #efefef;"
| colspan="3" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|89
|90
|91
|92
|93
|94
|95
|96
|-
| colspan="3" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|215
|(6)206
|200
|(7)196
|(1)190
|(1)187
|(6)180
|(3)169
|}

== רדיוסים עבור קשרים מרובים ==
גישה שונה היא ייצור התאמה עקבית לכל היסודות בקבוצה קטנה יותר של מולקולות. זאת באמצעות בדיקת אורך הקשר עם אותו אטום או קבוצה פונקציונלית עבור כל היסודות. בדיקה זו נעשית בנפרד עבור קשרים בודדים,<ref name="Calc1"></ref> כפולים,<ref name="Calc2">. Figure 3 of this paper contains all radii of refs. [5-7]. The mean-square deviation of each set is 3 pm.</ref> ומשולשים<ref name="Calc3"></ref> עד יסודות כבדים. בבדיקה נעשה שימוש בנתונים ניסויים ובנתונים חישוביים. תוצאות הקשר היחיד דומות לרוב לאלו במאמרים מחקריים. שוני בין תוצאות אלה עשוי לנבוע ממספר קואורדינציה שונה בשני הניסויים, במיוחד במקרים של רוב מתכות המעבר (בעלי האורביטלים d ו-f). גודל הרדיוס יהיה בדרך כלל לפי <math>r_1 > r_2 > r_3</math>.

יסודות מלאכותיים עד המספר האטומי 118 (אוגאנסון) הופקו בניסויים וישנם מחקרים כימיים על מספר הולך וגדל שלהם. שיטה זו, עקבית לעצמה, שימשה כדי להתאים רדיוסים קוולנטיים טטרהדרליים ל-30 יסודות ב-48 גבישים עם דיוק בעל טווח סטיה של עד פיקומטר.<ref name="Tet"></ref>
{| style="text-align: center; border: none; min-width:70em" cellpadding="2" cellspacing="0"
|+רדיוס קוולנטי של קשר יחיד,<ref name="Calc1" /> כפול<ref name="Calc2" /> ומשולש,<ref name="Calc3" /> הנקבע על ידי שימוש בכ-400 מרחקים מחושבים או ניסויים, R
|H
| colspan="17" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|He
|- style="background: #efefef;"
|1
| colspan="17" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|2
|-
|32
-

-
| colspan="17" |&nbsp;
|46
-

-
|- style="background: #7DF9FF;"
|Li
|Be
| colspan="11" style="background: #ffffff;" |
|B
|C
|N
|O
|F
|Ne
|- style="background: #efefef;"
|3
|4
| colspan="11" style="background: #ffffff;" |רדיוס / פיקומטר:&nbsp;
|5
|6
|7
|8
|9
|10
|- valign="top"
|133
124

-
|102
90

85
| colspan="11" |קשר יחיד
קשר כפול

קשר משולש
|85
78

73
|75
67

60
|71
60

54
|63
57

53
|64
59

53
|67
96

-
|- style="background: #7DF9FF;"
|Na
|Mg
| colspan="11" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|Al
|Si
|P
|S
|Cl
|Ar
|- style="background: #efefef;"
|11
|12
| colspan="11" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|13
|14
|15
|16
|17
|18
|-
|155
160

-
|139
132

127
| colspan="11" |&nbsp;
|126
113

111
|116
107

102
|111
102

94
|103
94

95
|99
95

93
|96
107

96
|- style="background: #7DF9FF;"
|K
|Ca
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|Sc
|Ti
|V
|Cr
|Mn
|Fe
|Co
|Ni
|Cu
|Zn
|Ga
|Ge
|As
|Se
|Br
|Kr
|- style="background: #efefef;"
|19
|20
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|21
|22
|23
|24
|25
|26
|27
|28
|29
|30
|31
|32
|33
|34
|35
|36
|- valign="top"
|196
193

-
|171
147

133
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|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
|- style="background: #7DF9FF;"
|Rb
|Sr
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|Y
|Zr
|Nb
|Mo
|Tc
|Ru
|Rh
|Pd
|Ag
|Cd
|In
|Sn
|Sb
|Te
|I
|Xe
|- style="background: #efefef;"
|37
|38
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|39
|40
|41
|42
|43
|44
|45
|46
|47
|48
|49
|50
|51
|52
|53
|54
|-
|210
202

-
|185
157

139
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|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
|- style="background: #7DF9FF;"
|Cs
|Ba
| style="background: #ffffff;" |*
|Lu
|Hf
|Ta
|W
|Re
|Os
|Ir
|Pt
|Au
|Hg
|Tl
|Pb
|Bi
|Po
|At
|Rn
|- style="background: #efefef;"
|55
|56
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|71
|72
|73
|74
|75
|76
|77
|78
|79
|80
|81
|82
|83
|84
|85
|86
|-
|232
209

-
|196
161

149
|&nbsp;
|162
131

131
|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
|- style="background: #7DF9FF;"
|Fr
|Ra
| style="background: #ffffff;" |**
|Lr
|Rf
|Db
|Sg
|Bh
|Hs
|Mt
|Ds
|Rg
|Cn
|Nh
|Fl
|Mc
|Lv
|Ts
|Og
|- style="background: #efefef;"
|87
|88
| style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|103
|104
|105
|106
|107
|108
|109
|110
|111
|112
|113
|114
|115
|116
|117
|118
|-
|223
218

-
|201
173

159
|&nbsp;
|161
141

-
|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
-

-
|-
|&nbsp;
|- style="background: #7DF9FF;"
| colspan="2" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
| style="background: #ffffff;" |*
|La
|Ce
|Pr
|Nd
|Pm
|Sm
|Eu
|Gd
|Tb
|Dy
|Ho
|Er
|Tm
|Yb
|- style="background: #efefef;"
| colspan="3" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|57
|58
|59
|60
|61
|62
|63
|64
|65
|66
|67
|68
|69
|70
|- valign="top"
| colspan="3" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|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

-
|- style="background: #7DF9FF;"
| colspan="2" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
| style="background: #ffffff;" |**
|Ac
|Th
|Pa
|U
|Np
|Pu
|Am
|Cm
|Bk
|Cf
|Es
|Fm
|Md
|No
|- style="background: #efefef;"
| colspan="3" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|89
|90
|91
|92
|93
|94
|95
|96
|97
|98
|99
|100
|101
|102
|- valign="top"
| colspan="3" style="background: #ffffff;" |&nbsp;
|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

-
|167
-

-
|173
139

-
|176
-

-
|}

== ראו גם ==
* זיקה אלקטרונית
* קונפיגורציה אלקטרונית
* הטבלה המחזורית

==קישורים חיצוניים==

== הערות שוליים ==

קטגוריה:קשרים כימיים
קטגוריה:תכונות כימיות