רדיוס אטומי

אורביטלים אטומיים ברמות שונות

הרדיוס האטומי של יסוד כימי הוא ביטוי לגודל אופייני של האטום. הרדיוס נמדד כמרחק בין גרעין האטום לבין הגבול ברמת האנרגיה האחרונה של האלקטרונים המקיפים את הגרעין. משום שהגבול אינו יכול להיות מוגדר בצורה מדויקת מבחינה פיזית, ישנם מספר מדדים לרדיוסו של האטום.

בהתאם להגדרה, התנאים עשויים לחול על אטום בודד בלבד, או להתאים גם לאטומים באורביטל אלקטרונים ובקשרים קוולנטים במולקולות או ביינון. את הרדיוס האטומי ניתן לקבל דרך ניסויים או להעריך ממודל תיאורתי.

את המושג עצמו קשה להגדיר בגלל שלאלקטרונים אין מסלול הקפה מוגדר או טווח הקפה מדויק. בנוסף לכך, כאשר מדובר על ריכוז מולקולות (ולא על מולקולה בודדת) ענן האלקטרונים באטומים בדרך-כלל חופף בחלקים מסוימים, וחלק מהאלקטרונים עלולים לשוטט לאזור חופף בין שני אטומים או יותר.

למרות קשיים אלו, יודעים היום שרדיוס אטום מבודד נע בין 30 ל 300 פיקומטר, או בין 0.3 ל-3 אנגסטרום. לפי כן, רדיוסו של אטום יהיה יותר גדול מפי 10,000 רדיוס הגרעין שלו, ופחות מאלפית של אורך גל באור הנראה.

מודל של אטום יכול להיות מוצג ככדור למטרות רבות. זה אומנם רק אומדן גס אבל יכול לספק הסבר כמותי או הסבר לתופעה מסוימת כמו צפיפות בנוזלים ומוצקים, דיפוזיה בנוזלים, סידור האוטמים והיונים בגביש ועוד.

ההבדל ברדיוס האטומי מאטום אחד לאחר זו תופעה שניתן להסביר בעזרת הטבלה המחזורית. הרדיוס האטומי הולך וקטן ככל שמתקדמים בשורה, ממתכות אלקליות לכיוון גזים אצילים; אך הולך וגדל ככל שיורדים בטור. הרדיוס גדל בצורה חדה בין גז אציל בסוף השורה לבין מתכת אלקלית בראש השורה הקודמת. המגמה הזו בטבלה המחזורית (כמו אלמנטים כימים ופיזיקליים נוספים) יכולה לקבל הסבר דרך מודל VSEPR של האטום, שמהווה ראייה חשובה לפיתוח ולאמיתות מכניקת הקוונטים.

קישורים חיצוניים

• אבי סאייג, מה הגודל של אטומים ומולקולות?, במדור "שאל את המומחה" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 9 ינואר 2010