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原子半径

指数 原子半径

原子半径通常指原子的尺寸,并不是一个精确的物理量,并且在不同的环境下数值也不同。 一个特定的原子的半径值和所选用的原子半径的定义相关,而在不同的环境下给原子半径不同定义比统一的定义更合适。 术语原子半径本身就有疑问:可能指一个自由原子的尺寸,或者可能用作原子(包括分子中的原子和自由原子)尺寸不同测量方式的一个笼统的术语。在下文中,这个术语还包括离子半径,主要是因为共价键和离子键区别不大。而原子的定义“能区分出化学元素的最小粒子”本身就比较含糊,包括了自由原子以及与其它相同或不同原子一起组成化学物的原子。除了离子半径,其他可能指代的半径值包括玻尔半径,范德华半径,共价半径和金属半径等。 原子半径完全由电子决定,原子核的大小为是电子云的十万分之一。值得注意的是原子核没有固定的位置,而电子云没有固定的边界。 虽然有上述的困难,目前还是有很多的测量原子(包括离子)的方法,这些方法通常基于实验测量和计算方式的结合。目前普遍认为原子像一个球体,尺寸在30–300皮米之间,在元素周期表中的原子半径变化有规律可循,从而对元素的化学特性造成影响。.

目录

  1. 21 关系: 十二羰基三锇亲电加成反应催化三联体元素周期律四氯化硅碱金属离子半径稀有气体电负性鐵系元素过渡金属范德華方程式键长镧系收缩溶解性有机硫化学有机锗化学有机氟化学晶体场理论4族元素

十二羰基三锇

十二羰基三锇是锇与一氧化碳形成的黄色配合物,化学式为Os3(CO)12。因为Os3金属-羰基簇合物的稳定性较高,所以十二羰基三锇是制备有机锇化合物的重要前体。在原子簇化学中,对Os3(CO)12及其密度更轻的类似物Ru3(CO)12和它们的衍生物的研究取得了较大的进展。.

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亲电加成反应

亲电加成反应(EA),简称亲电加成,是亲电试剂(带正电的基团)进攻不饱和键引起的加成反应。反应中,不饱和键(双键或三键)打开,并与另一个底物形成两个新的σ键。亲电加成中最常见的不饱和化合物是烯烃和炔烃,以最简单的烯烃——乙烯为例,它与亲电试剂发生的加成反应可以通过下式来描述: 亲电加成有多种机理,包括:碳正离子机理、离子对机理、环鎓离子机理以及三中心过渡态机理。这些机理对过渡态的处理都有不同。除最后一种外,其他机理可通过下图依此表示: 反应采取哪种机理进行与亲电试剂和不饱和化合物的性质、溶剂的极性和过渡态的稳定性等都有很大关系,一般来说,卤素加成反应中,溴与烯烃的加成反应主要按照环鎓离子中间体机理进行,而氯与烯烃的加成反应主要按照前两种机理进行。这主要是因为两种卤素原子电负性和原子半径不同,溴的孤电子对容易和碳正离子p轨道重叠,而氯则不然。 不同的机理也会产生立体选择性不同的产物。碳正离子机理得到顺式加成和反式加成产物的混合物,离子对机理得到的是顺式加成产物,而环鎓离子机理得到反式加成产物。 对于不对称的亲电加成反应来讲,反应一般符合马氏规则,产物具有区域选择性。但双键碳上连有吸电子基或以有机硼化合物作亲电试剂时,产物是反马氏规则的,例如烯烃与乙硼烷生成烷基硼的反应。 主要的亲电加成反应类型,对于烯烃,主要有:卤素加成反应、加卤化氢反应、水合反应、氢化反应、羟汞化反应、硼氢化-氧化反应、Prins反应,以及与硫酸、次卤酸、有机酸、醇和酚的加成反应;对于炔烃,主要有:卤素加成反应、加卤化氢反应和水合反应。由于sp碳原子的电负性比sp2碳原子电负性强,与电子结合得更为紧密,故炔烃的亲电加成反应一般比烯烃要慢。 亲电试剂进攻芳香环时,主要发生的不是亲电加成反应,而是亲电芳香取代反应。其他的加成反应主要机理还有亲核加成反应、自由基加成反应和环加成反应。.

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催化三联体

催化三联体通常指在水解酶和转移酶的活性位点中心同时作用的三个氨基酸残基(如蛋白酶、酰胺酶、酯酶、酰基转移酶、脂酶和β-内酰胺酶)。用于共价催化的亲核残基一般是酸-碱-亲核三联体。残基会形成一个电荷中继网络,以极化和活化亲核试剂,来进攻底物形成共价中间体,然后中间体水解,再生出游离的酶。亲核试剂大多是丝氨酸或半胱氨酸,也有少量是苏氨酸。 因为酶会折叠成复杂的三维结构,催化三联体的残基可能在其所在的氨基酸序列(一级结构)中离得很远,但最后它们将会折叠到一起。 虽然在功能上(甚至是三联体中的亲核体)进化趋异,催化三联体却是趋同进化的最好案例。对催化的化学约束使得至少23个独立的进化出了相同的催化方法。生物化学中,研究得最透彻之一的就是这些反应的作用机理。.

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元素周期律

-- 元素的物理、化學性質隨原子序數逐漸變化的規律叫做元素週期律。元素週期律由門德列夫(Dmitri Mendeleyev)首先發現,並根據此規律創制了元素週期表。 結合元素週期表,元素週期律可以表述為:.

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四氯化硅

四氯化硅是化学式为SiCl4的无机化合物,1823年由永斯·贝采利乌斯首次发现。.

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碱金属

碱金属是指在元素周期表中同属一族的六个金属元素:锂、钠、钾、铷、铯、钫.

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离子半径

离子半径(rion)是对晶格中离子的大小的一种量度。离子半径通常以皮米(pm)或埃(Å,1Å.

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稀有气体

--、鈍氣、高貴氣體,是指元素周期表上的18族元素(IUPAC新规定,即原来的0族)。它们性质相似,在常温常压下都是无色无味的单原子气体,很难进行化学反应。天然存在的稀有气体有六种,即氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和具放射性的氡(Rn)。而人工合成的Og原子核非常不稳定,半衰期很短。根据元素周期律,估计Og比氡更活泼。不過,理论计算显示,它可能会非常活泼,并不一定能称为稀有气体;根據預測,同為第七週期的碳族元素鈇反而能表現出稀有氣體的性質。 稀有气体的特性可以用现代的原子结构理论来解释:它们的最外电子层的电子已「满」(即已达成八隅体状态),所以它们非常稳定,极少进行化学反应,至今只成功制备出几百种稀有气体化合物。每种稀有气体的熔点和沸点十分接近,温度差距小于10 °C(18 °F),因此它们仅在很小的温度范围内以液态存在。 经气体液化和分馏方法可从空气中获得氖、氩、氪和氙,而氦气通常提取自天然气,氡气则通常由镭化合物经放射性衰变后分离出来。稀有气体在工业方面主要应用在照明设备、焊接和太空探测。氦也会应用在深海潜水。如潜水深度大于55米,潜水员所用的压缩空气瓶内的氮要被氦代替,以避免氧中毒及氮麻醉的徵状。另一方面,由于氢气非常不稳定,容易燃烧和爆炸,现今的飞艇及气球都采用氦气替代氢气。.

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电负性

电负性(electron negativity,簡寫EN),也譯作離子性、負電性及陰電性,是综合考虑了电离能和电子亲合能,首先由莱纳斯·鲍林于1932年提出。它以一组数值的相对大小表示元素原子在分子中对成键电子的吸引能力,称为相对电负性,简称电负性。元素电负性数值越大,原子在形成化学键时对成键电子的吸引力越强。.

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鐵系元素

鐵系元素是指铁、钴、镍性质相似的这三种元素。鐵系元素電子殼層的最外層都有兩個電子,但第二外層的電子數不同,分別為6、7、8,再加上它們具有相近的原子半徑,因此它們的性質也會很相似。.

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过渡金属

过渡元素(Transition element)是指元素周期表中d区的一系列金属元素,又称过渡金属(Transition metal)。一般来说,这一区域包括3到12一共十个族的元素,但不包括f区的内过渡元素。 “过渡元素”这一名词首先由门捷列夫提出,用于代表8、9、10三族元素。他认为从碱金属到锰族是一个“週期”,铜族到卤素又是一个,那么夹在两个周期之间的元素就有过渡的性质。而現今雖然過渡金屬这个词还在使用,但已和原本的意思不同。 过渡金属元素的一个周期称为一个过渡系,第4、5、6周期的元素分别属于第一、二、三过渡系。.

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范德華方程式

--(van der Waals equation)(一译范德瓦耳斯方程),简称范氏方程,是荷兰物理学家范德华于1873年提出的一种实际气体状态方程。范氏方程是对理想气体状态方程的一种改进,特点在于将被理想气体模型所忽略的的气体分子自身大小和分子之间的相互作用力考虑进来,以便更好地描述气体的宏观物理性质。.

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键长

鍵长是两个成键原子A和B的平衡核间距离。它是了解分子结构的基本构型参数,也是了解化学键强弱和性质的参数。对于由相同的A和B两个原子组成的化学键:键长值小,键强;键的数目多,键长值小。在实际的分子中,由于受共轭效应、空间阻碍效应和相邻基团电负性的影响,同一种化学键键长还有一定差异。由大量的键长值可以推引出成键原子的原子半径;反之,利用原子半径的加和值可得这种化学键的典型键长。若再考虑两个原子电负性差异的大小予以适当校正,和实际测定制会符合得很好。各种分子中键长的数值,大量地已通过晶体的X射线衍射法予以测定;为数较少的简单的气态分子和X-H键长已通过光谱法和中子衍射法测出。.

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金(gold)是化学元素,化学符号Au(来自aurum),原子序数79。纯金是有明亮光泽、黄中带红、柔软、密度高、有延展性的金属。金在元素周期表中在11族,属过渡金属,是化学性质最不活泼的几种元素之一。金在标准状况下是固体,在自然界中常以游离态单质形式(自然金)存在,如岩石、地下及沖積層中堆积的砂金或金粒。金能和游离态的银形成固溶体琥珀金,在自然界中也能和铜、钯形成合金。矿物中的金化合物不太常见,主要是碲化金。 金的原子序数在宇宙中天然存在的元素中是较高的。据信这种重元素是在两颗中子星碰撞时的超新星核合成中产生,在太阳系形成前的尘埃中就已存在。由于地球形成之初还处于熔化状态,的金几乎都已沉入地核。因此,现在地球上地壳和地幔的金多是拜后来后期重轰炸期(约40亿年前)的小行星撞击事件所赐。 金能抵抗单一酸的侵蚀,但却能被王水溶解(“王水”因此得名)。这种混合酸能和金反应生成四氯合金酸根离子。金也能溶于碱性氰化物溶液,这是其开采和电镀的原理。能夠溶解銀及卑金屬的硝酸不能溶解金,这些性質是黃金精煉技術的基础,也是用硝酸来鉴别物品裡是否含有金的原理,这一方法是英語諺語「acid test」的語源,意指用「測試黃金的標準」来測試目標物是否名副其實。此外,金能溶于水銀,形成汞齊(也是一种合金),但这并非化学反應。 金在有历史记载以前就是一種廣受歡迎的貴金屬,用于貨幣、保值物、珠寶和艺术品。以前国内和国际通常实行以金为基础的金本位货币制度,但1930年代时金币已停止流通。70年代,随着布雷頓森林協定的结束,世界范围内的金本位制终于让位给法定货币制度。不过因其稀有,易于熔炼、加工和铸币,色泽独特,抗腐蚀,不易和其他物质反应等特点,金的价值不减。 底,人类总共开采18.36万公噸(相当于9513立方米)的金。 产量中的50%用于珠宝,40%用于投资,还有10%用于工业。 因其高延展性,抗腐蚀性,在大多数反应中的惰性和导电性,金一直在各类电子设备中用作耐腐蚀的电子连接器,这是它的主要工业用途。此外它还用于屏蔽红外线,生产和金箔,以及修补牙齿。有些金盐在医学上仍作为消炎药使用。.

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镧系收缩

镧系收缩是指在镧系元素——从镧(57)到镥(71)——的原子半径和离子半径在总体上比预期值小的现象,以及与它相关的一系列效应。.

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溶解性

溶解性或溶解度()是指定溫、定壓時,每單位飽和溶液中所含溶質的量;也就是一种物质能够被溶解的最大程度或飽和溶液的濃度。通常用體積莫耳濃度、質量百分濃度或「每100公克溶劑能溶解的溶質重」表示之。溶解度主要取决于溶质在溶劑中的溶解平衡常数(溶度積)、溫度、極性、和-zh-hans:压强; zh-hk:壓強; zh-tw:壓力-。相同溶質在不同溶劑下的溶解度不盡相同;相同溶劑在不同溶質下的溶解度不盡相同;即便是相同的溶質和溶液,在不同的環境因素下溶解度也不盡相同。 當溶質分子進入溶液時,因為分子可以自由移動,有些分子會碰撞到未溶解的晶體表面,並被吸引回到晶體表面析出,此即為結晶或沉澱。在分子不斷溶解和結晶的過程中,當溶解速率和結晶速率相等時,稱為溶解平衡。達到溶解平衡的溶液稱為飽和溶液,此時溶質的濃度定義為溶解度。濃度低於溶解度的溶液稱為未飽和溶液;在某些特殊環境下,會產生濃度大於溶解度的溶液,稱為'''過飽和溶液'''。 如果一种溶质對溶液的溶解度很高,我们就说这种物质是可溶的;如果溶解度不高,称这种物质是微溶的;如果溶解度極低,则称这种物质是不溶或难溶的。在台灣,可溶、微溶、難溶這三種狀態分別以體積莫耳濃度10^M和10^M做為分野。在中國大陸,將每100mL溶剂中溶质的溶解度小于0.01g的物质称为难溶物质,在0.01~1克之间的为微溶,1~10克为可溶,10克以上为易溶。.

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有机硫化学

有机硫化合物指含有硫元素的有机化合物,有机硫化学即是研究有机硫化合物的有机化学分支。有机硫化合物广泛存在于自然界中,具有特征性的令人讨厌的气味,但少数也带甜味。很多化石燃料,如煤、天然气、石油中,都含有一定数量的有机硫化合物,燃烧时会释放出有毒的二氧化硫气体。为避免污染,脱硫已成为石油炼制中很重要的一个环节。 按质量计,人体中硫元素占0.25%, 绝大多数以有机硫化合物的形式存在。20种常见氨基酸中,也有两种含有硫元素,分别是半胱氨酸和甲硫氨酸。 硫与氧,硒和碲共享氧族元素,和它被预计有机硫化合物与碳-氧,碳-硒,和碳-碲化合物具有相似性。 用于检测硫化合物的经典化学试验是Carius卤素法。 硫属于氧族元素,硫和氧具有相似的价电子层结构,有机硫化合物在某些程度上与有机含氧化合物有些相似,例如它们都可生成醇/硫醇、醚/硫醚等。但和氧原子相比,硫是第三周期元素,原子半径较大,电负性较小,且3d轨道也可以成键。因此,硫原子还可以形成一系列常见的四价及六价有机硫化合物,如亚砜、砜、亚磺酸和磺酸。它们都不存在对应的含氧化合物。.

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有机锗化学

有机锗化学是研究碳-锗键的化合物的化学分支。有机锗化合物有四烃基锗、锗杂碳环化合物、有机多锗烷、锗烯、锗炔,和它们的衍生物等。由于锗的原子半径和亲电性和硅有较大差异,因此其化合物和有机硅化合物有所不同。 四烃基锗的C-Ge键可以被卤素、卤化氢和碱金属断裂,但是对冷的浓硫酸或热的氢氧化钠显示一定惰性。.

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有机氟化学

有机氟化学是研究有机氟化合物——含有碳-氟键(C-F)化合物的性质的有机化学分支。氟原子的引入常常导致有机化合物产生独特的物理、化学性质和生理活性,因而在许多尖端技术和重大工业项目及医药、农药和催化工业中都对含氟化合物进行广泛而深入的研究和应用。另一方面,有些有机氟化合物也是环境污染物,造成臭氧层破坏、全球变暖、生物累积和生物毒性。.

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晶体场理论

晶体场理论(Crystal field theory,首字母縮略字:CFT)是配位化学理论的一种,1929-1935年由汉斯·贝特和約翰·凡扶累克提出。它以过渡金属配合物的电子层结构为出发点,可以很好地解释配合物的磁性、颜色、立体构型、热力学性质和配合物畸变等主要问题,但不能合理解释配体的光谱化学序列和一些金属有机配合物的形成。 晶体场理论将配位键看成纯离子键,着眼于中心原子的d轨道在各种对称性配位体静电场中的变化,简明直观,结合实验数据容易进行定量或半定量的计算。但在实际配合物中,纯离子键或纯共价键都很罕见,目前配合物的结构理论兼有晶体场理论和分子轨道理论的精髓,称之为配位场理论。.

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4族元素

4族元素是元素周期表的第4族元素,位于3族元素与5族元素之间。4族元素包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鑪(Rf)。.

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