Ковалентный радиус

Ковалентный радиус cov r _{образующего} является мерой размера атома , часть одной ковалентной связи . Обычно его измеряют либо в пикометрах (пм), либо в ангстремах (Å), где 1 Å = 100 пм.

В принципе, сумма двух ковалентных радиусов должна равняться длине ковалентной связи между двумя атомами: R (AB) = r (A) + r (B). Более того, разные радиусы могут быть введены для одинарных, двойных и тройных связей (r ₁ , r ₂ и r ₃ ниже) в чисто эксплуатационном смысле. Эти соотношения, конечно, не точны, поскольку размер атома не является постоянным, а зависит от его химического окружения. Для гетероатомных связей A–B могут вступать ионные термы. Часто полярные ковалентные связи короче, чем можно было бы ожидать, исходя из суммы ковалентных радиусов. Табличные значения ковалентных радиусов являются либо средними, либо идеализированными значениями, которые, тем не менее, демонстрируют определенную переносимость между различными ситуациями, что делает их полезными.

Длины связей R (AB) измеряются методом рентгеновской дифракции (реже нейтронографии на молекулярных кристаллах ). Вращательная спектроскопия также может дать чрезвычайно точные значения длин связей. Для гомоядерных связей A–A Лайнус Полинг принял ковалентный радиус равным половине длины одинарной связи в элементе, например, R (H–H, в H ₂ ) = 74,14 пм, поэтому r _cov (H) = 37,07 пм: в На практике обычно получают среднее значение для различных ковалентных соединений, хотя разница обычно невелика. Сандерсон недавно опубликовал набор неполярных ковалентных радиусов для элементов основной группы. ^[1] но наличие больших коллекций длин связей, которые легче передавать , из Кембриджской кристаллографической базы данных ^[2]^[3] во многих ситуациях сделал ковалентные радиусы устаревшими.

Средние радиусы

Значения в таблице ниже основаны на статистическом анализе более 228 000 экспериментальных длин связей из Кембриджской структурной базы данных. ^[4] Для углерода приведены значения для различных гибридизаций орбиталей.

Ковалентные радиусы в пм на основе анализа Кембриджской структурной базы данных , которая содержит около 1 030 000 кристаллических структур. ^[4]
ЧАС																		Он
1																		2
31(5)																		28
Что	Быть												Б	С	Н	ТО	Ф	Ne
3	4	Радиус ( стандартное отклонение ) / пм											5	6	7	8	9	10
128(7)	96(3)												84(3)	сп ³ 76(1) сп ² 73(2) сп 69(1)	71(1)	66(2)	57(3)	58
Уже	мг												Ал	И	П	С	кл.	С
11	12												13	14	15	16	17	18
166(9)	141(7)												121(4)	111(2)	107(3)	105(3)	102(4)	106(10)
К	Что		наук	Из	V	Кр	Мин.	Фе	Ко	В	С	Зн	Здесь	Ге	Как	Се	Бр	НОК
19	20		21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
203(12)	176(10)		170(7)	160(8)	153(8)	139(5)	лс 139(5) хс 161(8)	лс 132(3) хс 152(6)	лс 126(3) хс 150(7)	124(4)	132(4)	122(4)	122(3)	120(4)	119(4)	120(4)	120(3)	116(4)
руб.	старший		И	Зр	Нб	Мо	Тс	Ру	резус	ПД	В	компакт-диск	В	Сн	Сб	Te	я	Машина
37	38		39	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50	51	52	53	54
220(9)	195(10)		190(7)	175(7)	164(6)	154(5)	147(7)	146(7)	142(7)	139(6)	145(5)	144(9)	142(5)	139(4)	139(5)	138(4)	139(3)	140(9)
Cs	Нет	*	Лу	хф	Облицовка	В	Ре	Ты	И	Пт	В	ртуть	Тл	Pb	С	Po	В	Рн
55	56		71	72	73	74	75	76	77	78	79	80	81	82	83	84	85	86
244(11)	215(11)		175(10)	187(8)	170(8)	162(7)	151(7)	144(4)	141(6)	136(5)	136(6)	132(5)	145(7)	146(5)	148(4)	140(4)	150	150
Пт	Солнце	**
87	88
260	221(2)

		*	La	Этот	Пр	Нд	вечера	см	Евросоюз	Б-г	Тб	Те	К	Является	Тм	Ыб
			57	58	59	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70
			207(8)	204(9)	203(7)	201(6)	199	198(8)	198(6)	196(6)	194(5)	192(7)	192(7)	189(6)	190(10)	187(8)
		**	И	че	Хорошо	В	Например	Мог	Являюсь	См
			89	90	91	92	93	94	95	96
			215	206(6)	200	196(7)	190(1)	187(1)	180(6)	169(3)

Радиус для множественных связей

Другой подход заключается в том, чтобы сделать самосогласованную аппроксимацию всех элементов в меньшем наборе молекул. Это было сделано отдельно для одиночных, ^[5]двойной, ^[6]и тройные связи ^[7]вплоть до сверхтяжелых элементов. Использовались как экспериментальные, так и расчетные данные. Результаты по одинарной связи часто аналогичны результатам Cordero et al. ^[4] Если они различны, используемые координационные числа могут быть разными. Это особенно справедливо для большинства (d и f) переходных металлов. Обычно ожидается, что r ₁ > r ₂ > r ₃ . Отклонения могут иметь место для слабых кратных связей, если различия лиганда больше различий R в использованных данных.

до Обратите внимание, что элементы с атомным номером 118 ( оганессон ) в настоящее время получены экспериментально и что проводятся химические исследования все большего их числа. Тот же самосогласованный подход был использован для аппроксимации тетраэдрических ковалентных радиусов для 30 элементов в 48 кристаллах с субпикометровой точностью. ^[8]

Одинокий-, ^[5] двойной-, ^[6] и тройная связь ^[7] ковалентные радиусы, определяемые с использованием типичного
400 экспериментальных или расчетных первичных расстояний R в наборе.
ЧАС																		Он
1																		2
32 - -																		46 - -
Что	Быть												Б	С	Н	ТО	Ф	Ne
3	4	Радиус / пм :											5	6	7	8	9	10
133 124 -	102 90 85	одинарная связь двойная связь тройная связь											85 78 73	75 67 60	71 60 54	63 57 53	64 59 53	67 96 -
Уже	мг												Ал	И	П	С	кл.	С
11	12												13	14	15	16	17	18
155 160 -	139 132 127												126 113 111	116 107 102	111 102 94	103 94 95	99 95 93	96 107 96
К	Что		наук	Из	V	Кр	Мин.	Фе	Ко	В	С	Зн	Здесь	Ге	Как	Се	Бр	НОК
19	20		21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
196 193 -	171 147 133		148 116 114	136 117 108	134 112 106	122 111 103	119 105 103	116 109 102	111 103 96	110 101 101	112 115 120	118 120 -	124 117 121	121 111 114	121 114 106	116 107 107	114 109 110	117 121 108
руб.	старший		И	Зр	Нб	Мо	Тс	Ру	резус	ПД	В	компакт-диск	В	Сн	Сб	Te	я	Машина
37	38		39	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50	51	52	53	54
210 202 -	185 157 139		163 130 124	154 127 121	147 125 116	138 121 113	128 120 110	125 114 103	125 110 106	120 117 112	128 139 137	136 144 -	142 136 146	140 130 132	140 133 127	136 128 121	133 129 125	131 135 122
Cs	Нет	*	Лу	хф	Облицовка	В	Ре	Ты	И	Пт	В	ртуть	Тл	Pb	С	Po	В	Рн
55	56		71	72	73	74	75	76	77	78	79	80	81	82	83	84	85	86
232 209 -	196 161 149		162 131 131	152 128 122	146 126 119	137 120 115	131 119 110	129 116 109	122 115 107	123 112 110	124 121 123	133 142 -	144 142 150	144 135 137	151 141 135	145 135 129	147 138 138	142 145 133
Пт	Солнце	**	лр	РФ	ДБ	Сг	Бх	Хс	гора	Дс	Рг	Сп	Нх	В	Мак	Лев	Ц	И
87	88		103	104	105	106	107	108	109	110	111	112	113	114	115	116	117	118
223 218 -	201 173 159		161 141 -	157 140 131	149 136 126	143 128 121	141 128 119	134 125 118	129 125 113	128 116 112	121 116 118	122 137 130	136 - -	143 - -	162 - -	175 - -	165 - -	157 - -

		*	La	Этот	Пр	Нд	вечера	см	Евросоюз	Б-г	Тб	Те	К	Является	Тм	Ыб
			57	58	59	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70
			180 139 139	163 137 131	176 138 128	174 137 -	173 135 -	172 134 -	168 134 -	169 135 132	168 135 -	167 133 -	166 133 -	165 133 -	164 131 -	170 129 -
		**	И	че	Хорошо	В	Например	Мог	Являюсь	См	Бк	См.	Является	Фм	Мэриленд	Нет
			89	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99	100	101	102
			186 153 140	175 143 136	169 138 129	170 134 118	171 136 116	172 135 -	166 135 -	166 136 -	168 139 -	168 140 -	165 140 -	167 - -	173 139 -	176 - -

См. также

Ссылки

^ Сандерсон, RT (1983). «Электроотрицательность и энергия связи». Журнал Американского химического общества . 105 (8): 2259–2261. дои : 10.1021/ja00346a026 .
^ Аллен, Ф.Х.; Кеннард, О.; Уотсон, Д.Г.; Браммер, Л.; Орпен, АГ; Тейлор, Р. (1987). «Таблица длин связей, определенных методами рентгеновской и нейтронной дифракции». Дж. Хим. Soc., Перкин Транс. 2 (12): С1–С19. дои : 10.1039/P298700000S1 .
^ Орпен, А. Гай; Браммер, Ли; Аллен, Фрэнк Х.; Кеннард, Ольга; Уотсон, Дэвид Г.; Тейлор, Робин (1989). «Приложение. Таблицы длин связей, определенных методами рентгеновской и нейтронной дифракции. Часть 2. Металлоорганические соединения и координационные комплексы d- и f-блоков металлов». Журнал Химического общества, Dalton Transactions (12): S1. дои : 10.1039/DT98900000S1 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Беатрис Кордеро; Вероника Гомес; Ана Э. Платеро-Пратс; Марк Ревес; Хорхе Эчеверриа; Эдуард Кремадес; Флавия Барраган; Сантьяго Альварес (2008). «Возвращение к ковалентным радиусам». Далтон Транс. (21): 2832–2838. дои : 10.1039/b801115j . ПМИД 18478144 . S2CID 244110 .
^ Jump up to: ^а ^б П. Пюиккё; М. Ацуми (2009). «Молекулярные ковалентные радиусы одинарных связей для элементов 1-118». Химия: Европейский журнал . 15 (1): 186–197. дои : 10.1002/chem.200800987 . ПМИД 19058281 .
^ Jump up to: ^а ^б П. Пюиккё; М. Ацуми (2009). «Молекулярные ковалентные радиусы двойной связи для элементов Li – E112». Химия: Европейский журнал . 15 (46): 12770–12779. дои : 10.1002/chem.200901472 . ПМИД 19856342 . . На рисунке 3 этой статьи указаны все радиусы ссылок. [5-7]. Среднеквадратичное отклонение каждого набора составляет 15:00.
^ Jump up to: ^а ^б П. Пюиккё; С. Ридель; М. Пацшке (2005). «Ковалентные радиусы тройной связи». Химия: Европейский журнал . 11 (12): 3511–3520. дои : 10.1002/chem.200401299 . ПМИД 15832398 .
^ П. Пюиккё (2012). «Переопределенные тетраэдрические ковалентные радиусы твердых тел». Физический обзор B . 85 (2): 024115, 7 с. Бибкод : 2012PhRvB..85b4115P . дои : 10.1103/PhysRevB.85.024115 .

[1] Сандерсон, RT (1983). «Электроотрицательность и энергия связи». Журнал Американского химического общества . 105 (8): 2259–2261. дои : 10.1021/ja00346a026 .

[2] Аллен, Ф.Х.; Кеннард, О.; Уотсон, Д.Г.; Браммер, Л.; Орпен, АГ; Тейлор, Р. (1987). «Таблица длин связей, определенных методами рентгеновской и нейтронной дифракции». Дж. Хим. Soc., Перкин Транс. 2 (12): С1–С19. дои : 10.1039/P298700000S1 .

[3] Орпен, А. Гай; Браммер, Ли; Аллен, Фрэнк Х.; Кеннард, Ольга; Уотсон, Дэвид Г.; Тейлор, Робин (1989). «Приложение. Таблицы длин связей, определенных методами рентгеновской и нейтронной дифракции. Часть 2. Металлоорганические соединения и координационные комплексы d- и f-блоков металлов». Журнал Химического общества, Dalton Transactions (12): S1. дои : 10.1039/DT98900000S1 .

[CSD-4] Jump up to: ^а ^б ^с Беатрис Кордеро; Вероника Гомес; Ана Э. Платеро-Пратс; Марк Ревес; Хорхе Эчеверриа; Эдуард Кремадес; Флавия Барраган; Сантьяго Альварес (2008). «Возвращение к ковалентным радиусам». Далтон Транс. (21): 2832–2838. дои : 10.1039/b801115j . ПМИД 18478144 . S2CID 244110 .

[Calc1-5] Jump up to: ^а ^б П. Пюиккё; М. Ацуми (2009). «Молекулярные ковалентные радиусы одинарных связей для элементов 1-118». Химия: Европейский журнал . 15 (1): 186–197. дои : 10.1002/chem.200800987 . ПМИД 19058281 .

[Calc2-6] Jump up to: ^а ^б П. Пюиккё; М. Ацуми (2009). «Молекулярные ковалентные радиусы двойной связи для элементов Li – E112». Химия: Европейский журнал . 15 (46): 12770–12779. дои : 10.1002/chem.200901472 . ПМИД 19856342 . . На рисунке 3 этой статьи указаны все радиусы ссылок. [5-7]. Среднеквадратичное отклонение каждого набора составляет 15:00.

[Calc3-7] Jump up to: ^а ^б П. Пюиккё; С. Ридель; М. Пацшке (2005). «Ковалентные радиусы тройной связи». Химия: Европейский журнал . 11 (12): 3511–3520. дои : 10.1002/chem.200401299 . ПМИД 15832398 .

[Tet-8] П. Пюиккё (2012). «Переопределенные тетраэдрические ковалентные радиусы твердых тел». Физический обзор B . 85 (2): 024115, 7 с. Бибкод : 2012PhRvB..85b4115P . дои : 10.1103/PhysRevB.85.024115 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]