موسوعة الكيمياء : نصف القطر الذرى ونصف قطر فان دير فال

نصف القطر الذرى ونصف قطر فان دير فالس

نصف القطر الذري هو عبارة عن نصف المسافة بين نواتين لعنصر باعتبار أن ذرة ذلك دائرية تماماً  

 ويستخدم لوصف حجم الذرة.  وتقاس بوحدة بيكو متر أو أنجستروم.

كما يطلق نصف القطر التساهمي على نصف القطر الذري (عند تكون روابطة تساهمية)، ونصف القطر اللافلزي في حالة العناصر اللافلزية، نصف القطر الفلزي في حالة العناصر الفلزية. وتقنيا فإن نصف القطر الذري هو نصف مسافة الاتزان بين ذرتين متجاورتين، (واللتان ترتبطان معا برابطة تساهمية، أو يتواجدا بقرب بعضهما البعض في شكلل شبكة بللورية لأي عنصر.

ويكون نصف القطر التساهمي نصف المسافة بين نواتي نفس الذرات المترابطة مع بعضها البعض. ويكون نصف القطر التساهمي للعناصر التي لا ترتبط ذراتها مع بعضها البعض يمكن تقديرها بالربط بينها وبين نصف القطر في الجزيئات المختلفة. ويمكن تحديد نصف القطر الفلزي على أنه نصف المسافة بين أقرب ذرتين متجاورتين في الشكل البللوري.

ويزيد نصف القطر الذري في الجدول الدوري بإضافة أغفلة إلكترونية، ويقل من اليمين إلى اليسار بزيادة شحنة النواة (أو عدد البروتونات).

نصف قطر فان دير فال لذرة هو نصف قطر كرة تخيلية والتي يتم استخدامه لعمل تصور للذرة لأغراض عديدة. ويتم تحديد نصف قطر فان دير فال بقياس الفراغ النووي بين زوج من الذرات الغير مرتبطة في بللورة.

وتم إطلاق اسم فان دير فال عليه طبقا للعالم جوهانيس ديدريك فان دير فال، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء 1910.

ولا تتصرف الغازات الحقيقة تماما كما هو متوقع، وفى بعض الحالات يكون الانحراف كبير للغاية. فمثلا لا يمكن للغازات المثالية أن تصبح سائلة أو صلبة، بغض النظر عن أى مستوى تبريد أو ضغط يتم تعريض الغاز له. وتم اقتراح تعديلات لقانون الغازات المثالية " PV = RT ". وبالتحديد معادلة فان دير فال:

(P+a/V2)(V-b=RT

حيث a، b متغيرات قابلة للتعديل يتم تحديدها من القياسات التجريبية التي تجرى على الغازات الحقيقية. وتختلف قيمها من غاز لأخر.

كما أن معادلة فان دير فال لها تفسير على المقياس المجهري. فعند تفاعل الجزئيات مع بعضها البعض، فإن التفاعل يكون فيه تضاد كبير في الحدود القريبة، ويقل هذا التضاد في المستوى المتوسط، ويختفى في المسافات البعيدة. ولابد من تصحيح قانون الغازات المثالية عند الأخذ في الاعتبار قوى التضاد والانجذاب. فمثلا، التضاد الجانبي بين الجزيئات له يؤثر على إبعاد الجزيئات القريبة من حدود كل جزيء. وعلى هذا، فإن جزء من الفراغ الكلي يصبح غير متاح لكل جزيء نظرا لأنه يقوم بحركة عشوائية. في معادلة الحالة، يجب أن يتم طرح حجم هذا الإبعاد (b) من حجم الإناء (V) وعلى هذا (V-b). والمصطلح الأخر الذي يتم استخدامه في معادلة فان دير فال هو a/V2 والذي يصف قوى الجذب الضعيفة بين الجزيئات، والتي تزيد عندما يقل V وتصبح الجزيئات في حالة ازدحام