Definizione e tendenza del raggio ionico

Il raggio ionico (plurale: raggi ionici) è la misura dello ione di un atomo in un reticolo cristallino. È metà della distanza tra due ioni che si toccano a malapena. Poiché il confine del guscio elettronico di un atomo è alquanto sfocato, gli ioni sono spesso trattati come se fossero sfere solide fissate in un reticolo.

Il raggio ionico può essere maggiore o minore del raggio atomico (raggio di un atomo neutro di un elemento), a seconda della carica elettrica dello ione. I cationi sono tipicamente più piccoli degli atomi neutri perché un elettrone viene rimosso e gli elettroni rimanenti vengono attratti più strettamente verso il nucleo. Un anione ha un elettrone aggiuntivo, che aumenta la dimensione della nuvola di elettroni e può rendere il raggio ionico più grande del raggio atomico.

I valori per il raggio ionico sono difficili da ottenere e tendono a dipendere dal metodo utilizzato per misurare la dimensione dello ione. Un valore tipico per un raggio ionico sarebbe compreso tra 30 picometri (pm ed equivalente a 0,3 Angstrom Å) a 200 pm (2 Å). Il raggio ionico può essere misurato utilizzando la cristallografia a raggi X o tecniche simili.

Tendenza del raggio ionico nella tavola periodica

Il raggio ionico e il raggio atomico seguono le stesse tendenze nella tavola periodica:

• Mentre si sposta dall'alto verso il basso, il raggio ionico di un gruppo di elementi (colonna) aumenta. Questo perché viene aggiunta una nuova shell di elettroni mentre si sposta verso il basso la tavola periodica. Ciò aumenta la dimensione complessiva dell'atomo.
• Mentre ci si sposta da sinistra a destra lungo un periodo di elemento (riga) il raggio ionico diminuisce. Anche se la dimensione del nucleo atomico aumenta con numeri atomici più grandi che si spostano attraverso un periodo, il raggio ionico e atomico diminuisce. Questo perché aumenta anche la forza positiva effettiva del nucleo, assorbendo gli elettroni più strettamente. La tendenza è particolarmente evidente con i metalli, che formano cationi. Questi atomi perdono il loro elettrone più esterno, causando talvolta la perdita di un intero guscio di elettroni. Il raggio ionico dei metalli di transizione in un periodo, tuttavia, non cambia molto da un atomo all'altro vicino all'inizio di una serie.

Variazioni nel raggio ionico

Né il raggio atomico né il raggio ionico di un atomo sono valori fissi. La configurazione o l'accatastamento di atomi e ioni influenza la distanza tra i loro nuclei. I gusci di elettroni degli atomi possono sovrapporsi e farlo a diverse distanze, a seconda delle circostanze.

Il raggio atomico "appena toccante" viene talvolta chiamato raggio di van der Waals poiché la debole attrazione delle forze di van der Waals regola la distanza tra gli atomi. Questo è il tipo di raggio comunemente riportato per gli atomi di gas nobili. Quando i metalli sono legati covalentemente l'uno all'altro in un reticolo, il raggio atomico può essere chiamato raggio covalente o raggio metallico. La distanza tra elementi non metallici può anche essere definita raggio covalente.

Quando leggi un diagramma dei valori del raggio ionico o del raggio atomico, molto probabilmente stai vedendo una miscela di raggi metallici, raggi covalenti e raggi van der Waals. Per la maggior parte, le minuscole differenze nei valori misurati non dovrebbero essere motivo di preoccupazione. L'importante è comprendere la differenza tra raggio atomico e ionico, le tendenze nella tavola periodica e il motivo delle tendenze.