Volume Atom Bagaimana Bervariasi dalam Tabel dan Contoh Periodik

itu volume atom adalah nilai relatif yang menunjukkan hubungan antara massa molar suatu unsur dan kerapatannya. Jadi, volume ini tergantung pada kerapatan elemen, dan kerapatan tergantung pada fase dan bagaimana atom diatur dalam ini..

Jadi volume atom untuk elemen Z tidak sama dalam fase lain yang berbeda dari yang menunjukkan pada suhu kamar (cair, padat atau gas), atau ketika itu merupakan bagian dari senyawa tertentu. Dengan demikian, volume atom Z dalam senyawa ZA berbeda dari Z dalam senyawa ZB.

Mengapa Untuk memahaminya, perlu membandingkan atom dengan, misalnya, kelereng. Kelereng, seperti yang kebiru-biruan dari gambar superior, telah dengan sangat baik mendefinisikan batas material mereka, yang diamati berkat permukaannya yang cemerlang. Sebaliknya, batas atom adalah difus, meskipun mereka dapat dianggap bola jarak jauh.

Dengan demikian, apa yang menentukan suatu titik di luar batas atom adalah probabilitas nol untuk menemukan elektron, dan titik ini mungkin lebih jauh atau lebih dekat ke inti tergantung pada berapa banyak atom tetangga berinteraksi di sekitar atom dalam pertimbangan.

Indeks

• 1 Volume dan jari-jari atom
• 2 formula tambahan
• 3 Bagaimana volume atom bervariasi dalam tabel periodik?
  • 3.1 Volume atom logam transisi
• 4 Contoh
  • 4.1 Contoh 1
  • 4.2 Contoh 2
• 5 Referensi

Volume dan jari-jari atom

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

Pada gambar atas dapat dilihat bagaimana probabilitas menemukan suatu elektron berkurang ketika bergerak menjauh dari nukleus. Membagi jarak internuklear antara dua, jari-jari atom diperoleh. Selanjutnya, dengan asumsi geometri bola untuk atom, kami menggunakan rumus 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 tidak tepat ini dapat berubah jika, misalnya, dianggap H₂ dalam keadaan cair atau logam. Namun, metode ini sangat tidak akurat karena bentuk atomnya jauh dari bola ideal dalam interaksinya.

Untuk menentukan volume atom dalam padatan, banyak variabel mengenai pengaturan diperhitungkan, dan mereka diperoleh dengan studi difraksi sinar-X..

Formula tambahan

Massa molar menyatakan jumlah materi yang memiliki satu mol atom unsur kimia.

Unit-unitnya adalah g / mol. Di sisi lain, kerapatan adalah volume yang menempati satu gram unsur: g / mL. Karena satuan volume atom adalah mL / mol, Anda harus bermain dengan variabel untuk mencapai satuan yang diinginkan:

(g / mol) (mL / g) = mL / mol

Atau apa yang sama:

(Massa molar) (1 / D) = V

(Massa molar / D) = V

Dengan demikian, volume satu mol atom suatu unsur dapat dengan mudah dihitung; 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 volume atom bervariasi dalam tabel periodik?

Jika atom dianggap bulat, maka variasinya akan sama dengan yang diamati pada jari-jari atom. Pada gambar atas, yang menunjukkan elemen-elemen representatif, diilustrasikan bahwa dari kanan ke kiri atom kerdil; alih-alih, dari atas ke bawah ini menjadi lebih banyak.

Ini karena pada periode yang sama nukleus menggabungkan proton ketika bergerak ke kanan. Proton-proton ini memberikan gaya yang menarik pada elektron-elektron eksternal, yang merasakan muatan nuklir efektif Z_ef, kurang dari muatan nuklir aktual Z.

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

Namun, dengan turun ke dalam suatu kelompok, tingkat energi baru diaktifkan, yang memungkinkan elektron untuk mengorbit lebih jauh dari nukleus. Juga, jumlah elektron dalam lapisan dalam meningkat, yang efek perisainya mulai berkurang jika nukleus menambahkan proton lagi.

Untuk alasan ini dapat dilihat bahwa gugus 1A memiliki atom paling banyak, tidak seperti atom kecil gugus 8A (atau 18), yaitu gas mulia.

Volume atom logam transisi

Atom-atom dari logam transisi menggabungkan elektron ke orbital internal d. Peningkatan efek layar ini dan, juga dari muatan nuklir nyata Z, dibatalkan hampir sama, sehingga atom mereka mempertahankan ukurannya yang serupa pada periode yang sama..

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

Contohnya

Dua rumus matematika tersedia untuk menghitung volume atom suatu unsur, masing-masing dengan contoh yang sesuai.

Contoh 1

Diberi jari-jari atom hidrogen -37 pm (1 picometer = 10^-12m) - dan cesium -265 pm-, menghitung volume atomnya.

Dengan menggunakan rumus volume bulat, kami kemudian memiliki:

V_H= (4/3) (3.14) (37 sore)³= 212.07 siang³

V_Cs= (4/3) (3.14) (265 sore)³= 77912297,67 sore³

Namun, volume yang dinyatakan dalam pirometer terlalu tinggi, sehingga diubah menjadi satuan angstrom, dikalikan dengan faktor konversi (1Å / 100pm)³:

(212.07 siang³) (1Å / 100 siang)³= 2.1207 × 10^-4 ų

(77912297,67 sore³) (1Å / 100 siang)³= 77.912 ų

Dengan demikian, perbedaan ukuran antara atom kecil H dan atom besar Cs tetap terlihat jelas secara numerik. Harus diingat bahwa perhitungan ini hanya perkiraan di bawah klaim bahwa atom benar-benar bulat, yang mengembara di hadapan kenyataan.

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 satu mol atom emas memiliki sebagai berikut:

V_Au= (196,97 g / mol) / (19,32 g / mL) = 10,19 mL / mol

Yaitu, bahwa 1 mol atom emas menempati 10,19 mL, tetapi berapakah volume yang dimiliki atom emas secara khusus? Dan cara mengekspresikannya dalam satuan pm³? Untuk ini cukup menerapkan 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 siang³

Di sisi lain, jari-jari atom emas adalah 166 sore. Jika Anda membandingkan kedua volume - yang diperoleh dengan metode sebelumnya dan yang dihitung dengan rumus volume bulat - Anda akan menemukan bahwa mereka tidak memiliki nilai yang sama:

V_Au= (4/3) (3.14) (166 siang)³= 19.15 · 10⁶ siang³

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

Referensi

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (09 Desember 2017). Definisi Volume Atom. Diperoleh pada 6 Juni 2018, dari: thoughtco.com
2. Mayfair, Andrew. (13 Maret 2018). Cara Menghitung Volume Atom. Ilmu pengetahuan. Diperoleh pada 6 Juni 2018, dari: sciencing.com
3. Wiki Kids Ltd. (2018). Kurva Volume Atom Lothar Meyer. Diperoleh pada 6 Juni 2018, dari: wonderwhizkids.com
4. Lumen Tren Berkala: Radius Atom. Diperoleh pada 6 Juni 2018, dari: courses.lumenlearning.com
5. Camilo J. Derpich. Volume dan Kepadatan Atom. Diperoleh pada 6 Juni 2018, dari: es-puraquimica.weebly.com
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia (Edisi ke-8). Belajar CENGAGE, hlm. 222-224.
7. Yayasan CK-12. (22 Februari 2010). Ukuran atom komparatif. [Gambar] Diperoleh pada 6 Juni 2018, dari: commons.wikimedia.org
8. Yayasan CK-12. (22 Februari 2010). Jari-jari atom H₂. [Gambar] Diperoleh pada 6 Juni 2018, dari: commons.wikimedia.org