רדיוס קוולנטי

בכימיה, הרדיוס הקוולנטי, r cov, 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, R ( A B ) = r ( A ) + r ( B ) {\displaystyle R(AB)=r(A)+r(B)} . יתר על כן, ניתן להציג רדיוסים שונים עבור קשרים בודדים, כפולים ומשולשים (r2 ,r1 ו-r3 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 (אנ') (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 R ( H − H , H 2 ) = 74.14 p m {\displaystyle R(H-H,H_{2})=74.14pm} (במולקולת מימן) נוכל להגיד כי R c o v ( H ) = 37.07 p m {\displaystyle R_{cov}(H)=37.07pm} . 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 1–2 ו-13–18), אך זמינותם של אוספי נתונים גדולים יותר עבור אורכי קשר, בעלי עבירות גדולה יותר, מאגר המידע המבני של קיימברידג' תרמה לדיוק מדידה ברדיוסים קוולנטיים מיושנים במקרים רבים. הערכים בטבלה מטה מבוססים על ניתוח סטטיסטי של יותר מ-228,000 אורכי קשר ניסויים מאגר המידע המבני של קיימברידג'. עבור פחמן, ניתנים ערכים עבור הכלאת אורביטלים אטומיים שונה. 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, כפולים, ומשולשים 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 r 1 > r 2 > r 3 {\displaystyle r_{1}>r_{2}>r_{3}} . 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. זיקה אלקטרונית קונפיגורציה אלקטרונית הטבלה המחזורית מדיה וקבצים בנושא רדיוס קוולנטי בוויקישיתוף Sanderson, R. T. (1983). "Electronegativity and Bond Energy". Journal of the American Chemical Society. 105 (8): 2259–2261. doi:10.1021/ja00346a026. Allen, F. H.; Kennard, O.; Watson, D. G.; Brammer, L.; Orpen, A. G.; Taylor, R. (1987). "Table of Bond Lengths Determined by X-Ray and Neutron Diffraction". J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (12): S1–S19. doi:10.1039/P298700000S1. Orpen, A. Guy; Brammer, Lee; Allen, Frank H.; Kennard, Olga; Watson, David G.; Taylor, Robin (1989). "Supplement. Tables of bond lengths determined by X-ray and neutron diffraction. Part 2. Organometallic compounds and co-ordination complexes of the d- and f-block metals". Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (12): S1. doi:10.1039/DT98900000S1. Beatriz Cordero; Verónica Gómez; Ana E. Platero-Prats; Marc Revés; Jorge Echeverría; Eduard Cremades; Flavia Barragán; Santiago Alvarez (2008). "Covalent radii revisited". Dalton Trans. (21): 2832–2838. doi:10.1039/b801115j. PMID 18478144. P. Pyykkö; M. Atsumi (2009). "Molecular Single-Bond Covalent Radii for Elements 1-118". Chemistry: A European Journal. 15 (1): 186–197. doi:10.1002/chem.200800987. PMID 19058281. P. Pyykkö; M. Atsumi (2009). "Molecular Double-Bond Covalent Radii for Elements Li–E112". Chemistry: A European Journal. 15 (46): 12770–12779. doi:10.1002/chem.200901472. PMID 19856342.. Figure 3 of this paper contains all radii of refs. [5-7]. The mean-square deviation of each set is 3 pm. P. Pyykkö; S. Riedel; M. Patzschke (2005). "Triple-Bond Covalent Radii". Chemistry: A European Journal. 11 (12): 3511–3520. doi:10.1002/chem.200401299. PMID 15832398. P. Pyykkö (2012). "Refitted tetrahedral covalent radii for solids". Physical Review B. 85 (2): 024115, 7 p. Bibcode:2012PhRvB..85b4115P. doi:10.1103/PhysRevB.85.024115.