jest mniejszy od jonu wapnia Ca2+ o promieniu 1,06 A, mimo że cynk ma większą liczbę atomową niż wapń (20Ca, 30Zn) i znajduje się w tabl. 5.3 pod wapniem.
Elektrony jonów mających 18 elektronów na poziomie zewnętrznym są silniej przyciągane przez jądro, gdyż przy tej samej liczbie poziomów elektronowych ładunek dodatni jądra jest większy. Silniejsze przyciąganie elektronów przez jądro sprawia, że zmniejsza się ogólna objętość jonu. Jony pierwiastków ziem rzadkich, czyli lantanowców (grupa Ula w tabl. 5.2), mają ze wzrostem liczby poiządkowej coraz mniejszy promień jonowy. W tym przypadku zwiększa się ładunek jądra, ale nie wzrasta liczba poziomów elektronowych. Każdy nowy elektron dobudowuje przedostatni poziom jonu (podpoziom 4/), uzupełniając go stopniowo od liczby 18 do 32. W rzędzie aktynowców (grupa Ilia w tabl. 5.2), zaliczanych również do pierwiastków wewnętrznoprzejściowych, zachodzi z tej samej przyczyny podobne zmniejszenie się promieni jonowych. Lantanowce i aktynowce umieszczone są w układzie okresowym pierwiastków w jednej kolumnie, a więc stanowią wyjątek od ogólnej reguły, w myśl której objętości jonowe wzrastają w kolumnach pionowych ze wzrostem masy atomowej.
Tablica 5.5
Porównanie wielkości jonów typu miedziawego i typu gazów szlachetnych
Jony typu gazów szlachetnych |
Jony |
typu miedziawego | |||
struktura |
jon |
promień |
promień |
jon |
’ struktura |
elektronowa |
jonu, A |
jonu, A |
elektronowa | ||
K + |
1,33 |
0,96 |
Cu4* | ||
Ca2 + |
1,06 |
0,83 |
Zn2 + | ||
2, 8, 8 |
Sc3 + |
0,83 |
0,62 |
Ga3 + |
2, 8, 18 |
Ti4 + |
0,64 |
0,44 |
Ge*+ | ||
Rb + |
1,49 |
1,13 |
Ag+ | ||
2, 8, 18, 8 |
Sr2 + |
1,27 |
1,P3 |
Cd2 + |
2, 8, 18, 18 |
Y3 + |
1,06 |
0,92 |
In3 + | ||
Zr* + |
0,87 |
0,74 |
Sn*+ |
W szeregach poziomych układu okresowego pierwiastków objętość kationów zmiiiej* sza się ze wzrostem liczby porządkowej. Wzrost dodatniego ładunku jądra powoduje w tym przypadku silniejsze przyciąganie tej samej liczby elektronów'. Na przykład;Jony uNa+(0,98 A). nMg2+(0,78 A), „3A13 + (0,57 A), „.Si” (0,39 A), ,5PS+ (0,35 A), „S” (0,34 A), „7C17+ (0,26 A) mają po 10 elektronów, gdyż atom sodu przechodząc wjon odda! jeden elektron, atom magnezu — dwa elektrony, atom glinu — trzy itd. Wymienione jony mają budowlę elektronową gazu szlachetnego neonu (1 s22sz2p6), natomiast ładunek dodatni jądra wzrasta od sodu do chloru, gdyż do jądra wprowadzane są coraz to nowe protony. Wzrost tego ładunku powoduje silniejsze przyciąganie elektronów, a co za tym idzie -Zmniejszenie objętości jonowych. W szeregach poziomych promienie jonów należących do podgrup na ogół też się zmniejszają, chociaż nie zawsze prawidłowość ta jest zachowana.
Aniony pierwiastków grupy VII mają większe rozmiary niż aniony pierwiastków grupy VI, np.:
28o