Come calcolare il raggio di un atomo

Il raggio di un atomo si può definire come la distanza che intercorre dal suo nucleo ai suoi elettroni più esterni. Sebbene non sia possibile conoscere con esattezza la posizione assunta da questi elettroni, sarà comunque possibile calcolare il raggio con un certo grado di approssimazione, semplicemente misurando la distanza dal suo nucleo a quella di un altro atomo a cui è legato. Il confronto e la posizione tra atomi, dunque, diventa una discriminante fondamentale ai fini del calcolo del raggio. In questa guida vogliamo dunque illustrarvi nel dettaglio come calcolare il raggio di un atomo. Vediamo come occorre procedere.

• Manuale di Chimica
• Tavola periodica

Per capire come calcolare il raggio di un atomo, è indispensabile innanzitutto comprendere la definizione di raggio atomico. Il raggio atomico di un elemento, quindi, non è altro che l'esatta metà di una distanza che riesce a separare i centri di due atomi adiacenti, all'interno di un campione assolutamente solido. Il raggio atomico è dunque il raggio di un atomo che equivale, in sostanza, alla distanza minima tra il nucleo dell'atomo che si prende in considerazione e il nucleo di un atomo identico. Il calcolo dipenderà anche dai legami che ciascun atomo è in grado di avere con gli altri atomi vicini. Nel prossimo paragrafo vedremo dunque le varie possibilità che si possono presentare in questo senso.

Come, detto, ai fini del calcolo del raggio di un atomo, è opportuno analizzare il legame con gli altri atomi. Ma non solo: il raggio sarà calcolato in modo differente a seconda che sia covalente o ionico. Andiamo dunque ad analizzare ogni singola fattispecie. Iniziamo dal calcolo del raggio di un atomo che presenti un legame covalente. In presenza di un legame covalente, formato cioè da elettroni di tipo condiviso, i due atomi sono della stessa dimensione e, dunque, la distanza che esiste tra i nuclei dei due atomi può essere divisa a metà. Questo il passaggio da effettuare per trovare la misura del loro raggio. Nel caso invece di legami di tipo ionico, un atomo sarà più maggiore dell'altro e il raggio di uno degli atomi deve essere noto per calcolare il raggio dell'altro.

Per calcolare il raggio atomico e per stabilire le esatte dimensioni dei raggi atomici metallici, invece, sarà necessario determinare con esattezza la distanza reale inter nucleare tra gli atomi nei cristalli. Per calcolare invece il legame chimico covalente che esiste tra due atomi, si dovrà parlare di raggio covalente e, in questo caso, si dovrà ovviamente calcolare dividendo in due la distanza inter nucleare tra i due atomi, uniti da un legame definito "legame covalente semplice". Ovviamente il calcolo cambierà ancora se si tratterà di capire come calcolare gli atomi dei gas nobili.

La tavola periodica potrà sicuramente agevolarvi nella comprensione dell'esatto andamento del raggio atomico. Il raggio atomico all'interno di un gruppo, infatti, può sicuramente aumentare andando verso il basso. In pratica il raggio atomico dipende essenzialmente dalla carica efficace dell'elemento in questione. Ogni volta che aumenterà la carica efficace dell'elemento, il raggio potrà diminuire e, di conseguenza, nella tavola periodica, diminuirà anche il periodo. In questo caso, infatti, gli elettroni andranno a posizionarsi in orbitali sicuramente più esterni e lontani dal nucleo. Da ciò se ne evince che il calcolo esatto del raggio di un atomo, ci consente di risolvere in chimica una serie infinita di esercizi. A tal proposito è possibile affermare che, conoscendo la massa atomica di un elemento, la tipologia di reticolo con il quale esso cristallizza e lo spigolo della cella, si potrà conoscere anche la densità del raggio.

• Prima di addentrarvi nel calcolo del raggio degli atomi, studiate come si calcolano gli ioni poliatomici

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