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Définition et tendance du rayon ionique

Définition et tendance du rayon ionique

le rayon ionique (pluriel: rayons ioniques) est la mesure de l'ion d'un atome dans un réseau cristallin. C'est la moitié de la distance entre deux ions qui se touchent à peine. La frontière de la couche d'électrons d'un atome étant quelque peu floue, les ions sont souvent traités comme s'il s'agissait de sphères solides fixées dans un réseau.

Le rayon ionique peut être plus grand ou plus petit que le rayon atomique (rayon d'un atome neutre d'un élément), en fonction de la charge électrique de l'ion. Les cations sont généralement plus petits que les atomes neutres car un électron est éliminé et les électrons restants sont plus étroitement attirés vers le noyau. Un anion a un électron supplémentaire, ce qui augmente la taille du nuage d'électrons et peut rendre le rayon ionique plus grand que le rayon atomique.

Les valeurs pour le rayon ionique sont difficiles à obtenir et ont tendance à dépendre de la méthode utilisée pour mesurer la taille de l'ion. Une valeur typique pour un rayon ionique serait de 30 picomètres (pm et équivalent à 0,3 Angstroms Å) à 200 pm (2 Å). Le rayon ionique peut être mesuré en utilisant la cristallographie aux rayons X ou des techniques similaires.

Tendance du rayon ionique dans le tableau périodique

Le rayon ionique et le rayon atomique suivent les mêmes tendances dans le tableau périodique:

  • Lorsque vous vous déplacez de haut en bas, le rayon ionique d'un groupe d'éléments (colonnes) augmente. En effet, une nouvelle couche d'électrons est ajoutée au fur et à mesure que vous avancez dans le tableau périodique. Cela augmente la taille globale de l'atome.
  • Lorsque vous vous déplacez de gauche à droite sur une période (rangée) d'éléments, le rayon ionique diminue. Même si la taille du noyau de l’atome augmente lorsque de plus grands nombres atomiques se déplacent sur une période donnée, les rayons ionique et atomique diminuent. En effet, la force positive effective du noyau augmente également, attirant plus étroitement les électrons. La tendance est particulièrement évidente avec les métaux, qui forment des cations. Ces atomes perdent leur électron le plus externe, ce qui aboutit parfois à la perte de toute une couche d'électrons. Le rayon ionique des métaux de transition au cours d’une période ne change toutefois pas beaucoup d’un atome à l’autre, près du début d’une série.

Variations dans le rayon ionique

Ni le rayon atomique ni le rayon ionique d'un atome n'est une valeur fixe. La configuration ou l'empilement des atomes et des ions affecte la distance entre leurs noyaux. Les couches d'électrons d'atomes peuvent se chevaucher et le faire à des distances différentes, en fonction des circonstances.

Le rayon atomique "à peine touchant" est parfois appelé rayon de van der Waals car la faible attraction des forces de van der Waals régit la distance entre les atomes. C'est le type de rayon couramment rapporté pour les atomes de gaz rares. Lorsque des métaux sont liés de manière covalente les uns aux autres dans un réseau, le rayon atomique peut être appelé rayon covalent ou rayon métallique. La distance entre les éléments non métalliques peut également être appelée rayon covalent.

Lorsque vous lisez un tableau des valeurs de rayon ionique ou de rayon atomique, vous constaterez probablement un mélange de rayons métalliques, de rayons covalents et de rayons de van der Waals. Pour la plupart, les infimes différences dans les valeurs mesurées ne devraient pas être un problème. L'important est de comprendre la différence entre les rayons atomique et ionique, les tendances du tableau périodique et la raison de ces tendances.