Rayon covalent - Covalent radius

Le rayon covalent , r _cov , est une mesure de la taille d'un atome qui fait partie d'une liaison covalente . Elle est généralement mesurée en picomètres (pm) ou angströms (Å), avec 1 Å = 100 pm.

En principe, la somme des deux rayons covalents doit être égale à la longueur de la liaison covalente entre deux atomes, R (AB) = r (A) + r (B). Par ailleurs, différents rayons peuvent être introduits pour les liaisons simples, doubles et triples (r ₁ , r ₂ et r ₃ ci-dessous), dans un sens purement opérationnel. Ces relations ne sont certainement pas exactes car la taille d'un atome n'est pas constante mais dépend de son environnement chimique. Pour les liaisons hétéroatomiques A – B, des termes ioniques peuvent entrer. Souvent, les liaisons covalentes polaires sont plus courtes que ce à quoi on pourrait s'attendre d'après la somme des rayons covalents. Les valeurs tabulées des rayons covalents sont soit des valeurs moyennes, soit des valeurs idéalisées, qui montrent néanmoins une certaine transférabilité entre différentes situations, ce qui les rend utiles.

Les longueurs de liaison R (AB) sont mesurées par diffraction des rayons X (plus rarement, diffraction neutronique sur cristaux moléculaires ). La spectroscopie rotationnelle peut également donner des valeurs extrêmement précises des longueurs de liaison. Pour les liaisons homonucléaires A – A, Linus Pauling a pris le rayon covalent égal à la moitié de la longueur de liaison simple dans l'élément, par exemple R (H – H, en H ₂ ) = 74,14 pm donc r _cov (H) = 37,07 pm: en Dans la pratique, il est habituel d'obtenir une valeur moyenne à partir d'une variété de composés covalents, bien que la différence soit généralement faible. Sanderson a publié un ensemble récent de rayons covalents non polaires pour les éléments du groupe principal, mais la disponibilité de grandes collections de longueurs de liaison, qui sont plus transférables , à partir de la base de données cristallographique de Cambridge a rendu les rayons covalents obsolètes dans de nombreuses situations.

Rayons moyens

Les valeurs du tableau ci-dessous sont basées sur une analyse statistique de plus de 228 000 longueurs de liaisons expérimentales issues de la Cambridge Structural Database. Pour le carbone, des valeurs sont données pour les différentes hybridations des orbitales.

Rayons pour liaisons multiples

Une approche différente consiste à créer un ajustement auto-cohérent pour tous les éléments d'un plus petit ensemble de molécules. Cela a été fait séparément pour les liaisons simples, doubles et triples jusqu'aux éléments super-lourds. Des données expérimentales et informatiques ont été utilisées. Les résultats des liaisons simples sont souvent similaires à ceux de Cordero et al. Lorsqu'ils sont différents, les numéros de coordination utilisés peuvent être différents. C'est notamment le cas pour la plupart des métaux de transition (d et f). Normalement, on s'attend à ce que r ₁ > r ₂ > r ₃ . Des écarts peuvent se produire pour des liaisons multiples faibles, si les différences du ligand sont plus grandes que les différences de R dans les données utilisées.

Notez que des éléments jusqu'au numéro atomique 118 ( oganesson ) ont maintenant été produits expérimentalement et qu'il existe des études chimiques sur un nombre croissant d'entre eux. La même approche auto-cohérente a été utilisée pour ajuster les rayons covalents tétraédriques pour 30 éléments dans 48 cristaux avec une précision inférieure au picomètre.

Voir également

• Rayons atomiques des éléments (page de données)
• Énergie d'ionisation
• Affinité électronique
• Configuration électronique
• Tableau périodique

Les références