Хімія. Повторне видання (2025). 8 клас. Попель

§ 30. Радіуси атомів

Кожний атом має масу. А чи можна оцінити його розміри або порівняти за розмірами різні атоми, не вдаючись до складних обчислень? Виявляється, що можна. Для цього достатньо знати, у якому періоді та групі періодичної таблиці розміщений хімічний елемент або елементи.

Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте

Які чинники впливають на величину радіусів атомів і як саме?
Як змінюються радіуси атомів хімічних елементів у періодах і групах періодичної таблиці?

Атом — найдрібніша частинка багатьох речовин. Науковці ототожнюють атоми з мікроскопічними сферами. Величину сфери визначають за її радіусом. Від радіусів атомів залежить розміщення цих частинок у молекулі, форма кристалів речовини, її властивості.

Розмір атома зумовлюють найбільші за об’ємом і найдовші орбіталі, у яких перебувають електрони (мал. 79).

Радіус атома — відстань від центра ядра до сферичної поверхні, якої «торкаються» орбіталі з електронами останнього енергетичного рівня.

Радіуси атомів у кілька разів менші за 1 нм, або 10^-9 м. Їх виміряти неможливо; значення радіусів цих частинок обчислюють різними методами¹.

¹ Радіуси окремого атома і такого, який міститься в речовині, неоднакові.

Радіуси атомів залежать від кількості енергетичних рівнів, на яких перебувають електрони, і від зарядів атомних ядер.

Розглянемо, як змінюються радіуси атомів хімічних елементів у періодах. Вам відомо, що атоми елементів одного періоду мають однакову кількість енергетичних рівнів з електронами. Заряди ядер атомів у періоді збільшуються. Що більший заряд ядра, то ближче до нього перебувають електрони і радіус атома менший. Таку залежність пояснює закон фізики, згідно з яким частинка з більшим зарядом сильніше притягує протилежно заряджену частинку.

Радіуси атомів хімічних елементів у періоді зменшуються зі збільшенням заряду атомних ядер.

Зміну радіусів атомів хімічних елементів у 3-му періоді ілюструє малюнок 80.

Мал. 80. Відносні розміри атомів хімічних елементів 3-го періоду

Думаймо

Порівняйте радіуси атомів металічних елементів і атомів неметалічних елементів 3-го періоду та зробіть висновок.

Якщо порівняємо розміри атомів хімічних елементів у головній підгрупі періодичної таблиці, то виявимо таку залежність: що більше енергетичних рівнів з електронами має атом, то більшим є його радіус (мал. 81).

Мал. 81. Відносні розміри атомів елементів головної підгрупи І групи

Радіуси атомів хімічних елементів у головній підгрупі збільшуються зі збільшенням кількості енергетичних рівнів з електронами.

Пояснимо, чому радіуси атомів елементів однієї підгрупи залежать від кількості енергетичних рівнів з електронами, а не від зарядів атомних ядер. Для прикладу візьмемо лужні елементи Літій, Натрій і Калій. Заряди ядер атомів від Літію до Калію різко збільшуються: +3 (Li); +11 (Na); +19 (К). Це мало би посилити притягання електронів до ядра і спричинити зменшення радіусів атомів. Однак позитивні заряди ядер значною мірою екрануються (ніби нейтралізуються) негативними зарядами «внутрішніх» електронів, кількість яких в атомах від Літію до Калію істотно збільшується. Унаслідок цього розміри атомів елементів однієї підгрупи визначаються тим, якою є кількість енергетичних рівнів, на яких перебувають електрони.

Думаймо

Розмістіть символи хімічних елементів N, Р і F за збільшенням радіусів атомів.

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про радіус атома та зміни радіусів атомів елементів у періодах і групах періодичної таблиці.

Думаймо

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.

ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ

Перевірмо себе

1. Охарактеризуйте термін «радіус атома». Від яких чинників залежать значення радіусів атомів?

2. Визначте в кожній парі хімічний елемент, атом якого має більший радіус:

а) С — N;
б) F — Вr;
в) Не — Ne;
г) Н — Не.

Поясніть свій вибір.

3. Розмістіть символи хімічних елементів Mg, К, С, В за зменшенням радіусів атомів.

Поміркуймо

4.* Назвіть хімічний елемент, атом якого, на вашу думку, має: а) найменший радіус; б) найбільший радіус. Відповіді обґрунтуйте.

Аналізуймо

5. Проаналізуйте зміни радіусів атомів у рядах хімічних елементів Na — К — Са, Na — Mg — Ca i вкажіть правильну відповідь:

а) радіус атома Натрію більший, ніж атома Кальцію;
б) радіуси атомів Натрію та Кальцію майже однакові;
в) радіус атома Кальцію більший, ніж атома Натрію.

Формуймо словничок

6. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

7. Складіть двомовний словничок із ключових слів і словосполучень до розділу 2, виписаних вами з усіх параграфів цього розділу.

Оцінюймо свої знання

8. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

9. Виконайте розміщені за QR-кодом або покликанням (https://learningapps.org/display?v=pi8wokkcn24) завдання за матеріалом параграфів 25—30.

test

Зміст