موضوع مقاله: شعاع یونی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # شعاع یونی | مقدمه: اگرچه نه اتم‌ها و نه یون‌ها مرزهای تیز ندارند، اما با آنها به‌گونه‌ای رفتار می‌شود که انگار کره‌های سختی با شعاع‌هایی هستند که مجموع شعاع‌های یونی کاتیون و آنیون فاصله بین یون‌های یک شبکه بلوری را نشان می‌دهد . | ## بخش 1: شعاع یونی | شعاع یونی معمولاً در واحدهای پیکومتر (pm) یا آنگستروم (Å) با Å = 100 pm داده می شود. این مفهوم را می توان به یون های حل شده در محلول های مایع با در نظر گرفتن پوسته حلال سازی تعمیم داد. هنگامی که خصوصیت کووالانسی بیشتر پیوندها در AgCl و AgBrطول پیوند و در نتیجه شعاع یونی ظاهری Ag^+ را کاهش می‌دهد، اثری که در هالیدهای سدیم الکترومثبت‌تر و همچنین در فلوراید نقره که یون فلوراید در آن وجود دارد، وجود ندارد. تعیین یک اتم برای تشکیل کاتیون الکترون خود را از دست می دهد، سایر الکترون ها بیشتر به سمت هسته جذب می شوند و شعاع یون کوچکتر می شود. به طور مشابه، هنگامی که یک الکترون به یک اتم اضافه می شود و یک آنیون تشکیل می دهد، الکترون اضافه شده اندازه ابر الکترونی را با دافعه بین الکترونیکی افزایش می دهد. شعاع یونی یک ویژگی ثابت برای یک یون مشخص نیست، اما با عدد هماهنگی ، وضعیت اسپین و سایر پارامترها تغییر می‌کند. با این وجود، مقادیر شعاع یونی به اندازه کافی قابل انتقال هستند تا روندهای دوره ای را شناسایی کنند. اندازه یونی (برای همان یون) نیز با افزایش عدد هماهنگی افزایش می‌یابد و یک یون در حالت اسپین بالا بزرگتر از همان یون در حالت اسپین پایین خواهد بود. به طور کلی شعاع یونی با افزایش بار مثبت کاهش و با افزایش بار منفی افزایش می یابد. یک شعاع یونی "غیر عادی" در یک کریستال اغلب نشانه ای از ویژگی کووالانسی قابل توجه در پیوند است. هیچ پیوندی کاملاً یونی نیست، و برخی از ترکیبات ظاهراً "یونی"، به ویژه فلزات واسطه، خصوصیات کووالانسی دارند. این با پارامترهای سلول واحد برای هالیدهای سدیم و نقره در جدول نشان داده شده است. بر اساس فلورایدها، می توان گفت که Ag+ بزرگتر از Na+ است، اما بر اساس کلریدها و برمیدها، عکس این امر به نظر می رسد. | ## بخش 2: شعاع یونی | با این حال، اگرچه کریستالوگرافی اشعه ایکس فاصله بین یون ها را نشان می دهد، اما نشان نمی دهد که مرز بین آن یون ها کجاست، بنابراین مستقیماً شعاع یونی را نمی دهد. یون‌های یدید تقریباً لمس می‌شوند (اما نه کاملاً)، که نشان می‌دهد فرض لنده نسبتاً خوب است. لانده شعاع یونی را با در نظر گرفتن کریستال هایی که آنیون و کاتیون در آنها تفاوت زیادی در اندازه دارند، مانند Lil، تخمین زد. یون‌های لیتیوم بسیار کوچک‌تر از یون‌های یدید هستند که لیتیوم در سوراخ‌های درون شبکه کریستالی قرار می‌گیرد و به یون‌های یدید اجازه می‌دهد تا با هم تماس داشته باشند. یعنی فاصله بین دو یدید همسایه در کریستال دو برابر شعاع یون یدید در نظر گرفته می شود که 214 پیکومتر استنباط شد. به عنوان مثال، فاصله بین یونی در Rbl مقدار 356 پیکومتر است، که 142 پیکومتر برای شعاع یونی Rb^+ است. Wasastjerna شعاع یونی را با در نظر گرفتن حجم نسبی یونها که از قطبش پذیری الکتریکی تعیین شده توسط اندازه گیری ضریب شکست تعیین می شود، تخمین زد. پاولینگ از بار هسته ای موثر برای تناسب فاصله بین یون ها به شعاع آنیونی و کاتیونی استفاده کرد. بررسی عمده داده های کریستالوگرافی منجر به انتشار شعاع های یونی اصلاح شده توسط شانون شد. شانون شعاع های مختلفی را برای اعداد هماهنگی مختلف و برای حالت های اسپین بالا و پایین یون ها می دهد. برای سازگاری با شعاع پاولینگ، شانون از مقدار 140=(O^2- )یون r استفاده کرده است داده هایی که از آن مقدار استفاده می کنند به عنوان شعاع یونی "موثر" نامیده می شوند. با این حال، شانون همچنین شامل داده‌های مبتنی بر126=(O^{2}-)یون r داده هایی که از آن مقدار استفاده می کنند به عنوان شعاع یونی "کریستالی" نامیده می شوند. شانون بیان می‌کند که «احساس می‌شود که شعاع کریستالی با اندازه فیزیکی یون‌های جامد مطابقت دارد». | ## بخش 3: شعاع یونی | +شعاع یونی کریستالی بر حسب پیکومتر عناصر در تابع بار یونی و اسپین (ls = چرخش کم، hs = چرخش زیاد). یونها 6 مختصات هستند مگر اینکه در پرانتز به طور متفاوت نشان داده شوند (به عنوان مثال 146 (4) برای 4 مختصات N3-). یکی از روش‌های بهبود دقت محاسبه‌شده، مدل‌سازی یون‌ها به‌عنوان «کره‌های نرم» است که در کریستال همپوشانی دارند. از آنجایی که یون ها روی هم قرار می گیرند، جدایی آنها در کریستال کمتر از مجموع شعاع های کره نرم آنها خواهد بود. رابطه بین شعاع یونی کره نرم، و ، و ، از رابطه زیر بدست می آید ، که یک توان است که با نوع ساختار بلوری متفاوت است. به عنوان مثال، برای کریستال های هالیدهای گروه 1 با ساختار کلرید سدیم ، مقدار 1.6667 مطابقت خوبی با آزمایش دارد. این شعاع بزرگتر از شعاع کریستال داده شده در بالا هستند ( Li+ 90 پیکومتر؛ Cl^- 167 پیکومتر). جداسازی های بین یونی محاسبه شده با این شعاع ها تطابق بسیار خوبی با مقادیر تجربی می دهد. با این حال، از دیدگاه نظری گروهی، این فرض فقط برای یون‌هایی که در محل‌های شبکه بلوری با تقارن بالا مانند Na و Cl در هالیت یا روی و S در اسفالریت قرار دارند، قابل توجیه است. برای یون‌های روی مکان‌های با تقارن پایین‌تر، انحرافات قابل‌توجهی از چگالی الکترون آنها از شکل کروی ممکن است رخ دهد. این را نگه می دارد به ویژه برای یون ها در سایت های شبکه تقارن قطبی، که می گروههای نقطه کریستالوگرافی C 1، C 1 ساعت، C N یا C NV، n = 2 باشد، 3، 4 و یا 6. تجزیه و تحلیل کامل از هندسه اتصال به تازگی برای انجام شد پیریت نوع ترکیبات که در آن ظرفیتی، کالکوژن یون اقامت در سایت های C 3 شبکه. | ## جمع‌بندی | مشخص شد که یون های کالکوژن باید با توزیع بار بیضی شکل با شعاع های مختلف در امتداد محور تقارن و عمود بر آن مدل شوند.