รัศมีโควาเลนต์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

รัศมีโควาเลนต์(rcov) คือการวัดขนาดของอะตอมซึ่งประกอบกันด้วยพันธะโควาเลนต์ โดยที่หน่วยของรัศมีโควาเลนต์ที่นิยมใช้ ได้แก่ พิโคเมตร (pm) หรือ อังสตรอม (Å) โดยที่ 1 อังสตรอม เท่ากับ 100 พิโคเมตร โดยหลักการแล้ว ผลรวมของรัศมีโควาเลนต์ระหว่างสองอะตอมควรจะเท่ากับความยาวพันธะโควาเล นต์ระหว่างสองอะตอม โดยทคี่ ่าของรัศมีโควาเลนตส์ ามารถแบ่งออกเป็นสามแบบ ได้แก่ พันธะเดี่ยว พันธะคู่ และ พันธะสาม ดังแสดงในตารางด้านล่าง อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีความสัมพันธ์ที่แน่นอนของค่าทั้งสามนี้ เนื่องจาก ความแตกต่างของสภาพแวดล้อมทางเคมี ส่งผลให้ขนาดของอะตอมมีค่าไม่คงที่ สำหรับ heteroatomic, ความยาวพันธะไอออนิกอาจจะนำมาใช้แทนได้ และบ่อยครั้งที่พบว่าความยาวพันธะโควาเลนแบบมีขั้วจะสั้นกว่าผลบวกของรัศมีโค วาเลนต์ ค่ารัศมีโควาเลนต์ที่ระบุดังตารางข้างล่างเป็นทั้งค่าเฉลี่ยหรือค่าในอุดมคติ ส่งผลให้ค่าดังกล่าวสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ในหลายๆกรณี การวัดความยาวพันธะสามารถทำได้จากศึกษาการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์(น้อยครั้งที่จะ ใช้การเลี้ยวเบนนิวตรอนบนผลึกโมเลกุล) นอกจากนั้น โรเทชันแนลสเปกโทรสโกปี (Rotational spectroscopy) ก็เป็นอีกวิธีที่วัดค่าความยาวพันธะ ได้อย่างแม่นยำ สำหรับhomonuclear, Linus Pauling นำค่าความยาวพันธะมาหารด้วยสอง จะเท่ากับ รัศมีโควาเลนต์ เช่น ความยาวพันธะระหว่างอะตอมไฮโดรเจนในก๊าซไฮโดรเจน เท่ากับ 74.14 พิโคเมตร ดังนั้น รัศมีโควาเลนต์ของอะตอมไฮโดรเจน เท่ากับ 37.07 พิโคเมตร ในทางปฏิบัติรัศมีโควาเลนต์ของอะตอมควรจะคำนวณจากค่าเฉลี่ยของความยาวพัน ธะของสารประกอบโควาเลนต์ชนิดต่างๆ อย่างไรก็ตามค่าที่ได้จากวิธีนี้ก็แตกต่างจาก วิธีดังกล่าวข้างต้นเพียงเล็กน้อย Sanderson ได้ทำการตีพิมพ์ค่าของรัศมีโควาเลนต์ แบบไม่มีขั้วสำหรับธาตุหลักๆ [1] แต่เนื่องจากข้อมูลของความยาวพันธะมีปริมาณ มาก ส่งผลให้ค่ารัศมีโควาเลนต์ในหลายๆกรณีไม่ได้รับการปรับปรุง

ตารางของค่ารัศมีโควาเลนต์[แก้]

ค่าของรัศมีโควาเลนต์จากเอกสารอ้างอิง3(ดังแสดงในคอลัมน์ที่สามในตารางด้าน ล่าง) เป็นค่าที่ได้จากการวิเคราะห์เชิงสถิติที่มาจากข้อมูลมากกว่า 228,000 ค่าความยาวพันธะจาก Cambridge Structural Database [2] . ตัวเลขที่อยู่ในวงเล็บคือ ค่าประมาณของส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน วิธีการอื่นที่ใช้ในการคำนวณทำได้โดยการฟิตแบบ self-consistent ของทุกๆธาตุ ในกลุ่มเล็กๆของชุดโมเลกุลต่างๆ โดยที่ค่ารัศมีโควาเลนต์ของพันธะเดี่ยว (r1)[3] พันธะคู(r2)[4] และ พันธะสาม (r3) [5] ของธาตุเบาไปถึงธาตุหนัก แสดงใน คอลัมน์ที่ 3-5ในตารางด้านล่าง สำหรับค่าที่ระบุนี้ได้มาจากทั้งการคำนวณและ การทดลอง (โดยปกติแล้ว r1 > r2 > r3) จากค่าดังกล่าว รัศมีโควาเลนต์ของพันธะเดี่ยว มีค่าใกล้เคียงกับ ค่ารัศมีโควาเลนต์ของ Cordero et al.[2] ซึ่งค่าที่แตกต่างกัน เนื่องมาจากความแตกต่างของเลขโคออดิเนชัน (coordination number) ของแต่ละ ชนิดอะตอม โดยส่วนใหญ่จะพบกับธาตุในพวกโลหะทรานสิชั่น (transition metals) ถ้าความแตกต่างของลิแกนด์มีค่ามากกว่าความแตกต่างของค่า R ในข้อมูลที่ถูกใช้ การเบี่ยงเบนอาจเกิดขึ้นสำหรับกรณีที่มีหลายพันธะแบบอ่อน
เดียวกันวิธีการด้วยตนเองที่สอดคล้องถูกนำมาใช้เพื่อให้เหมาะสมกับทรงสี่หน้ารัศมีโควาเลนต์ [6]

Z Symbol r (Å)[2] r1(Å)[3] r2(Å)[4] r3(Å) [5]
1 H 0.31(5) 0.32
2 He 0.28 0.46
3 Li 1.28(7) 1.33 1.24
4 Be 0.96(3) 1.02 0.90 0.85
5 B 0.84(3) 0.85 0.78 0.73
6 C (sp3) 0.76(1) 0.75
C (sp2) 0.73(2) 0.67
C (sp) 0.69(1) 0.60
7 N 0.71(1) 0.71 0.60 0.54
8 O 0.66(2) 0.63 0.57 0.53
9 F 0.57(3) 0.64 0.59 0.53
10 Ne 0.58 0.67 0.96
11 Na 1.66(9) 1.55 1.60
12 Mg 1.41(7) 1.39 1.32 1.27
13 Al 1.21(4) 1.26 1.13 1.11
14 Si 1.11(2) 1.16 1.07 1.02
15 P 1.07(3) 1.11 1.02 0.94
16 S 1.05(3) 1.03 0.94 0.95
17 Cl 1.02(4) 0.99 0.95 0.93
18 Ar 1.06(10) 0.96 1.07 0.96
19 K 2.03(12) 1.96 1.93
20 Ca 1.76(10) 1.71 1.47 1.33
21 Sc 1.70(7) 1.48 1.16 1.14
22 Ti 1.60(8) 1.36 1.17 1.08
23 V 1.53(8) 1.34 1.12 1.06
24 Cr 1.39(5) 1.22 1.11 1.03
25 Mn (low spin) 1.39(5)
Mn (high spin) 1.61(8)
Mn 1.19 1.05 1.03
26 Fe (low spin) 1.32(3)
Fe (high spin) 1.52(6)
Fe 1.16 1.09 1.02
27 Co (low spin) 1.26(3)
Co (high spin) 1.50(7)
Co 1.11 1.03 0.96
28 Ni 1.24(4) 1.10 1.01 1.01
29 Cu 1.32(4) 1.12 1.15 1.20
30 Zn 1.22(4) 1.18 1.20
31 Ga 1.22(3) 1.24 1.17 1.21
32 Ge 1.20(4) 1.21 1.11 1.14
33 As 1.19(4) 1.21 1.14 1.06
34 Se 1.20(4) 1.16 1.07 1.07
35 Br 1.20(3) 1.14 1.09 1.10
36 Kr 1.16(4) 1.17 1.21 1.08
37 Rb 2.20(9) 2.1 2.02
38 Sr 1.95(10) 1.85 1.57 1.39
39 Y 1.90(7) 1.63 1.3 1.24
40 Zr 1.75(7) 1.54 1.27 1.21
41 Nb 1.64(6) 1.47 1.25 1.16
42 Mo 1.54(5) 1.38 1.21 1.13
43 Tc 1.47(7) 1.28 1.2 1.1
44 Ru 1.46(7) 1.25 1.14 1.03
45 Rh 1.42(7) 1.25 1.1 1.06
46 Pd 1.39(6) 1.2 1.17 1.12
47 Ag 1.45(5) 1.28 1.39 1.37
48 Cd 1.44(9) 1.36 1.44
49 In 1.42(5) 1.42 1.36 1.46
50 Sn 1.39(4) 1.4 1.3 1.32
51 Sb 1.39(5) 1.4 1.33 1.27
52 Te 1.38(4) 1.36 1.28 1.21
53 I 1.39(3) 1.33 1.29 1.25
54 Xe 1.40(9) 1.31 1.35 1.22
55 Cs 2.44(11) 2.32 2.09
56 Ba 2.15(11) 1.96 1.61 1.49
57 La 2.07(8) 1.8 1.39 1.39
58 Ce 2.04(9) 1.63 1.37 1.31
59 Pr 2.03(7) 1.76 1.38 1.28
60 Nd 2.01(6) 1.74 1.37
61 Pm 1.99 1.73 1.35
62 Sm 1.98(8) 1.72 1.34
63 Eu 1.98(6) 1.68 1.34
64 Gd 1.96(6) 1.69 1.35 1.32
65 Tb 1.94(5) 1.68 1.35
66 Dy 1.92(7) 1.67 1.33
67 Ho 1.92(7) 1.66 1.33
68 Er 1.89(6) 1.65 1.33
69 Tm 1.90(10) 1.64 1.31
70 Yb 1.87(8) 1.7 1.29
71 Lu 1.87(8) 1.62 1.31 1.31
72 Hf 1.75(10) 1.52 1.28 1.22
73 Ta 1.70(8) 1.46 1.26 1.19
74 W 1.62(7) 1.37 1.2 1.15
75 Re 1.51(7) 1.31 1.19 1.1
76 Os 1.44(4) 1.29 1.16 1.09
77 Ir 1.41(6) 1.22 1.15 1.07
78 Pt 1.36(5) 1.23 1.12 1.1
79 Au 1.36(6) 1.24 1.21 1.23
80 Hg 1.32(5) 1.33 1.42
81 Tl 1.45(7) 1.44 1.42 1.5
82 Pb 1.46(5) 1.44 1.35 1.37
83 Bi 1.48(4) 1.51 1.41 1.35
84 Po 1.40(4) 1.45 1.35 1.29
85 At 1.50 1.47 1.38 1.38
86 Rn 1.50 1.42 1.45 1.33
87 Fr 2.60 2.23 2.18
88 Ra 2.21(2) 2.01 1.73 1.59
89 Ac 2.15 1.86 1.53 1.4
90 Th 2.06(6) 1.75 1.43 1.36
91 Pa 2.00 1.69 1.38 1.29
92 U 1.96(7) 1.7 1.34 1.18
93 Np 1.90(1) 1.71 1.36 1.16
94 Pu 1.87(1) 1.72 1.35
95 Am 1.80(6) 1.66 1.35
96 Cm 1.69(3) 1.66 1.36
97 Bk 1.66 1.39
98 Cf 1.68 1.4
99 Es 1.65 1.4
100 Fm 1.67
101 Md 1.73 1.39
102 No 1.76 1.59
103 Lr 1.61 1.41
104 Rf 1.57 1.4 1.31
105 Db 1.49 1.36 1.26
106 Sg 1.43 1.28 1.21
107 Bh 1.41 1.28 1.19
108 Hs 1.34 1.25 1.18
109 Mt 1.29 1.25 1.13
110 Ds 1.28 1.16 1.12
111 Rg 1.21 1.16 1.18
112 Cn 1.22 1.37 1.3
113 Uut 1.36
114 Uuq 1.43
115 Uup 1.62
116 Uuh 1.75
117 Uus 1.65
118 Uuo 1.57

อ้างอิง[แก้]

  1. Sanderson, R. T. (1983). "Electronegativity and Bond Energy." J. Am. Chem. Soc. 105:2259-61.
  2. Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán and Santiago Alvarez. Covalent radii revisited. Dalton Trans., 2008, 2832-2838, doi:10.1039/b801115j
  3. P. Pyykkö, M. Atsumi, Chem. Eur. J., 15, 2009,186-197 doi:10.1002/chem.200800987 .
  4. P. Pyykkö, M. Atsumi, Chem. Eur. J., 15, 2009,12770–12779 doi:10.1002/chem.200901472
  5. P. Pyykkö, S. Riedel, M. Patzschke, Chem. Eur. J., 11, 2005,3511–3520 doi:10.1002/chem.200401299
  6. P. Pyykkö Phys. Rev.B., 85, 2012 (2) 024115, 7 p doi:10.1103/PhysRevB.85.024115