نصف القطر التساهمي

نصف القطر التساهمي ، r _cov ، هو مقياس لحجم الذرة التي تشكل جزءًا من رابطة تساهمية واحدة . وعادة ما يُقاس إما بالبيكومتر (pm) أو بالأنجستروم (Å)، حيث 1  أنجستروم  = 100  بيكومتر.

من حيث المبدأ، يجب أن يساوي مجموع نصفي قطري الرابطة التساهمية طول الرابطة التساهمية بين ذرتين، أي R (AB) = r (A) + r (B). ويمكن، من الناحية العملية، استخدام أنصاف أقطار مختلفة للروابط الأحادية والثنائية والثلاثية (r1 _و r2 _و r3 _أدناه ). ولا شك أن هذه العلاقات ليست دقيقة تمامًا، لأن حجم الذرة ليس ثابتًا، بل يعتمد على بيئتها الكيميائية. وفي حالة الروابط بين الذرات غير المتجانسة A–B، قد تدخل الحدود الأيونية. وغالبًا ما تكون الروابط التساهمية القطبية أقصر مما هو متوقع بناءً على مجموع أنصاف الأقطار التساهمية. وتُعد القيم المُجدولة لأنصاف الأقطار التساهمية إما قيمًا متوسطة أو مثالية، إلا أنها تُظهر مع ذلك إمكانية تطبيقها على حالات مختلفة، مما يجعلها مفيدة.

تُقاس أطوال الروابط R (AB) باستخدام حيود الأشعة السينية (وفي حالات نادرة، حيود النيوترونات على البلورات الجزيئية ). كما يمكن أن توفر مطيافية الدوران قيمًا دقيقة للغاية لأطوال الروابط. بالنسبة للروابط المتجانسة A–A، اعتبر لينوس باولينغ نصف القطر التساهمي مساويًا لنصف طول الرابطة الأحادية في العنصر، على سبيل المثال R (H – H, في H₂ ₎ =  74.14  pm، وبالتالي r _cov (H)  = 37.07  pm. عمليًا، من المعتاد الحصول على قيمة متوسطة من مجموعة متنوعة من المركبات التساهمية، على الرغم من أن الفرق عادةً ما يكون ضئيلًا. نشر ساندرسون مؤخرًا مجموعة من أنصاف الأقطار التساهمية غير القطبية لعناصر المجموعة الرئيسية، ^{[ 1 ]} ولكن توفر مجموعات كبيرة من أطوال الروابط، وهي أكثر قابلية للتطبيق ، من قاعدة بيانات كامبريدج البلورية ^{[ 2 ] [ 3 ]} جعل استخدام أنصاف الأقطار التساهمية غير ضروري في كثير من الحالات.

تستند القيم الواردة في الجدول أدناه إلى تحليل إحصائي لأكثر من 228,000 طول رابطة تجريبية من قاعدة بيانات كامبريدج الهيكلية. ^{[ 4 ]} بالنسبة للكربون، تُعطى القيم لأنواع التهجين المختلفة للمدارات.

يتمثل أحد الأساليب المختلفة في إجراء مطابقة متسقة ذاتيًا لجميع العناصر في مجموعة أصغر من الجزيئات. وقد تم ذلك بشكل منفصل للروابط الأحادية ^{[ 5 ]} ، والثنائية ^{[ 6 ]} ، والثلاثية ^{[ 7 ]} وصولًا إلى العناصر فائقة الثقل. استُخدمت بيانات تجريبية وحسابية على حد سواء. غالبًا ما تكون نتائج الروابط الأحادية مشابهة لنتائج كورديرو وآخرون ^{[ 4 ]} _. وعندما تختلف، قد تختلف أعداد التناسق المستخدمة. وينطبق هذا بشكل خاص على معظم الفلزات الانتقالية (d وf). عادةً ما يُتوقع أن يكون _r1 > r2 > r3 . _قد تحدث انحرافات في حالة الروابط المتعددة الضعيفة، إذا كانت اختلافات الليجاند أكبر من اختلافات R في البيانات المستخدمة.

تجدر الإشارة إلى أنه تم إنتاج عناصر تصل إلى العدد الذري 118 ( أوغانيسون ) تجريبياً، وأن هناك دراسات كيميائية جارية على عدد متزايد منها. وقد استُخدم النهج نفسه، المتسق ذاتياً، لتحديد أنصاف أقطار الروابط التساهمية رباعية الأوجه لـ 30 عنصراً في 48 بلورة بدقة دون البيكومتر. ^{[ 8 ]}

• نصف قطر ذرات العناصر (صفحة البيانات)
• طاقة التأين
• الألفة الإلكترونية
• التوزيع الإلكتروني
• الجدول الدوري