आयनिक त्रिज्या

आयनिक त्रिज्या, आरion, एक [[आयनिक क्रिस्टल]] संरचना में एक एकपरमाणुक आयन की त्रिज्या है। यद्यपि न तो परमाणुओं और न ही आयनों की स्पष्ट सीमाएं होती हैं, उन्हें ऐसा माना जाता है जैसे कि वे रेडी के साथ कठिन क्षेत्र थे, जैसे कि धनायन और आयनों के आयनिक त्रिज्या का योग एक क्रिस्टल लैटिस में आयनों के बीच की दूरी देता है। आयनिक त्रिज्या आमतौर पर 1 Å = 100 pm के साथ पीकोमीटर  (अपराह्न) या एंगस्ट्रॉम (Å) की इकाइयों में दी जाती है। विशिष्ट मान 31 pm (0.3 Å) से लेकर 200 pm (2 Å) तक होते हैं।

सॉल्वेशन खोल को ध्यान में रखते हुए अवधारणा को तरल समाधानों में सॉल्वेटेड आयनों तक बढ़ाया जा सकता है।

रुझान
आयन के विद्युत आवेश के आधार पर, आयन तटस्थ परमाणु से बड़ा या छोटा हो सकता है। जब एक परमाणु धनायन बनाने के लिए एक इलेक्ट्रॉन खोता है, तो अन्य इलेक्ट्रॉन नाभिक की ओर अधिक आकर्षित होते हैं, और आयन की त्रिज्या कम हो जाती है। इसी तरह, जब एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है, तो एक आयन बनता है, जोड़ा इलेक्ट्रॉन इंटरइलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण द्वारा इलेक्ट्रॉन बादल के आकार को बढ़ाता है।

आयनिक त्रिज्या किसी दिए गए आयन की एक निश्चित संपत्ति नहीं है, लेकिन समन्वय संख्या, स्पिन राज्यों (डी इलेक्ट्रॉनों) और अन्य मापदंडों के साथ भिन्न होती है। फिर भी, अवधि (आवर्त सारणी) को पहचानने की अनुमति देने के लिए आयनिक त्रिज्या मान पर्याप्त रूप से हस्तांतरणीयता (रसायन विज्ञान) हैं। अन्य प्रकार के परमाणु त्रिज्या के साथ, आवर्त सारणी समूह के अवरोही होने पर आयनिक त्रिज्या बढ़ती है। आयनिक आकार (उसी आयन के लिए) बढ़ती समन्वय संख्या के साथ भी बढ़ता है, और स्पिन राज्यों (डी इलेक्ट्रॉनों) में एक आयन | उच्च-स्पिन राज्य कम-स्पिन राज्य में समान आयन से बड़ा होगा। सामान्य तौर पर, आयनिक त्रिज्या बढ़ते सकारात्मक चार्ज के साथ घट जाती है और बढ़ते नकारात्मक चार्ज के साथ बढ़ जाती है।

एक क्रिस्टल में एक विषम आयनिक त्रिज्या अक्सर बंधन में महत्वपूर्ण सहसंयोजक बंधन चरित्र का संकेत होता है। कोई बंधन पूरी तरह से आयनिक नहीं है, और कुछ माना जाता है कि आयनिक यौगिक, विशेष रूप से संक्रमण धातुओं के, विशेष रूप से चरित्र में सहसंयोजक हैं। यह तालिका में सोडियम और चांदी हलाइड के लिए यूनिट सेल पैरामीटर द्वारा सचित्र है। फ्लोराइड्स के आधार पर, कोई कहेगा कि Ag+ Na से बड़ा है+, लेकिन क्लोराइड और ब्रोमाइड के आधार पर विपरीत सत्य प्रतीत होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि AgCl और AgBr में बंधों का अधिक सहसंयोजक गुण बंधन की लंबाई को कम करता है और इसलिए Ag की स्पष्ट आयनिक त्रिज्या+, एक प्रभाव जो अधिक वैद्युतीयऋणात्मकता सोडियम के हैलाइड में मौजूद नहीं है, न ही सिल्वर फ्लोराइड में जिसमें फ्लोराइड आयन अपेक्षाकृत ध्रुवीकरण है।

दृढ़ संकल्प
एक आयनिक क्रिस्टल में दो आयनों के बीच की दूरी एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा निर्धारित की जा सकती है, जो एक क्रिस्टल की इकाई कोशिका के किनारों की लंबाई देती है। उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड की इकाई कोष्ठिका के प्रत्येक किनारे की लंबाई 564.02 pm पाई जाती है। सोडियम क्लोराइड की इकाई कोशिका के प्रत्येक किनारे पर परमाणुओं को Na के रूप में व्यवस्थित माना जा सकता है+∙∙∙Cl−∙∙∙ना+, इसलिए किनारा Na-Cl पृथक्करण का दोगुना है। इसलिए, ना के बीच की दूरी+ और Cl− आयन 564.02 अपराह्न का आधा है, जो 282.01 अपराह्न है। हालाँकि, हालांकि एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी आयनों के बीच की दूरी बताती है, यह इंगित नहीं करती है कि सीमा उन आयनों के बीच कहाँ है, इसलिए यह सीधे आयनिक त्रिज्या नहीं देती है।

अल्फ्रेड लांडे | लांडे क्रिस्टल पर विचार करके आयनिक त्रिज्या का अनुमान लगाया गया है जिसमें ऋणायन और धनायन के आकार में बड़ा अंतर है, जैसे कि LiI। लिथियम आयन आयोडाइड आयनों की तुलना में इतने छोटे होते हैं कि लिथियम क्रिस्टल जाली के भीतर छिद्रों में फिट हो जाता है, जिससे आयोडाइड आयनों को स्पर्श करने की अनुमति मिलती है। अर्थात्, क्रिस्टल में दो पड़ोसी आयोडाइड के बीच की दूरी को आयोडाइड आयन की त्रिज्या का दोगुना माना जाता है, जिसे 214 बजे घटाया गया था। इस मान का उपयोग अन्य रेडी निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, RbI में इंटर-आयनिक दूरी 356 pm है, जो Rb की आयनिक त्रिज्या के लिए 142 pm देती है।+. इस प्रकार 8 आयनों की त्रिज्याओं के मान ज्ञात किए गए।

अपवर्तक सूचकांक के माप द्वारा निर्धारित विद्युत ध्रुवीकरण से निर्धारित आयनों की सापेक्ष मात्रा पर विचार करके वासजेरना ने आयनिक त्रिज्या का अनुमान लगाया। ये परिणाम विक्टर गोल्डश्मिड्ट द्वारा बढ़ाए गए थे। वास्स्तजर्ना और गोल्डश्मिड्ट दोनों ने O के लिए 132 pm के मान का उपयोग किया2− आयन।

पॉलिंग ने आयनों के बीच की दूरी को आयनिक और एक धनायनित त्रिज्या में अनुपातित करने के लिए प्रभावी परमाणु आवेश का उपयोग किया। उनका डेटा ओ देता है2− आयन 140 बजे की त्रिज्या।

क्रिस्टलोग्राफिक डेटा की एक प्रमुख समीक्षा ने शैनन द्वारा संशोधित आयनिक त्रिज्या के प्रकाशन का नेतृत्व किया। शैनन अलग-अलग समन्वय संख्याओं के लिए और आयनों के उच्च और निम्न स्पिन राज्यों के लिए अलग-अलग त्रिज्या देता है। पॉलिंग की त्रिज्या के अनुरूप होने के लिए, शैनन ने r के मान का उपयोग किया हैion(ओ2−) = 140 अपराह्न; उस मान का उपयोग करने वाले डेटा को प्रभावी आयनिक रेडी कहा जाता है। हालाँकि, शैनन में r पर आधारित डेटा भी शामिल हैion(ओ2−) = दोपहर 126 बजे; उस मान का उपयोग करने वाले डेटा को क्रिस्टल आयनिक रेडी कहा जाता है। शैनन कहते हैं कि यह महसूस किया जाता है कि क्रिस्टल त्रिज्या एक ठोस में आयनों के भौतिक आकार के अधिक निकट से मेल खाती है। डेटा के दो सेट नीचे दो तालिकाओं में सूचीबद्ध हैं।

नरम-गोला मॉडल
सॉफ्ट-स्फेयर आयनिक रेडी के बीच संबंध, $${r_m}$$ और $${r_x}$$, और $${d_{mx}}$$, द्वारा दिया गया है

$${d_{mx}}^k = {r_m}^k + {r_x}^k$$,

कहाँ $$k$$ एक प्रतिपादक है जो क्रिस्टल संरचना के प्रकार के साथ बदलता रहता है। कठिन क्षेत्र मॉडल में, $$k$$ 1 होगा, दे रहा है $${d_{mx}} = {r_m} + {r_x}$$. उदाहरण के लिए, समूह 1 के क्रिस्टल के लिए क्यूबिक क्रिस्टल सिस्टम#रॉक-नमक संरचना के साथ हैलाइड, 1.6667 का मान प्रयोग के साथ अच्छा समझौता देता है। तालिका में कुछ नरम-गोलाकार आयनिक रेडी हैं। ये रेडी ऊपर दी गई क्रिस्टल रेडी से बड़ी हैं (ली+, रात 90 बजे; क्लोरीन-, 167 बजे)। इन रेडी के साथ गणना की गई इंटर-आयनिक पृथक्करण प्रयोगात्मक मूल्यों के साथ उल्लेखनीय रूप से अच्छा समझौता करते हैं। तालिका में कुछ डेटा दिए गए हैं। मजे की बात है, युक्त समीकरण के लिए कोई सैद्धांतिक औचित्य नहीं है $$k$$ दिया गया है।

गैर-गोलाकार आयन
आयनिक त्रिज्या की अवधारणा गोलाकार आयन आकार की धारणा पर आधारित है। हालाँकि, एक समूह सिद्धांत से। समूह-सैद्धांतिक दृष्टिकोण से यह धारणा केवल उन आयनों के लिए उचित है जो उच्च-सममिति क्रिस्टल जाली साइटों पर रहते हैं जैसे Na और Cl सेंधा नमक  में या Zn और S sphalerite में। एक स्पष्ट भेद किया जा सकता है, जब संबंधित जाली साइट के बिंदु समरूपता समूह पर विचार किया जाता है, जो तीन आयामों में बिंदु समूह हैं # शेष सात बिंदु समूह Oh और टीd NaCl और ZnS में। निचले-समरूपता वाले स्थानों पर आयनों के लिए एक गोलाकार आकार से उनके इलेक्ट्रॉन घनत्व का महत्वपूर्ण विचलन हो सकता है। यह विशेष रूप से ध्रुवीय समरूपता के जाली स्थलों पर आयनों के लिए है, जो कि क्रिस्टलोग्राफिक बिंदु समूह C हैं1, सी1h, सीn या सीnv, n = 2, 3, 4 या 6। बॉन्डिंग ज्योमेट्री का गहन विश्लेषण हाल ही में पाइराइट के लिए किया गया था पाइराइट-प्रकार के यौगिक, जहां मोनोवालेंट काल्कोजन आयन सी पर रहते हैं3 जाली स्थल। यह पाया गया कि चाकोजेन आयनों को समरूपता अक्ष के साथ अलग-अलग रेडियों के साथ दीर्घवृत्तीय आवेश वितरणों द्वारा प्रतिरूपित करना पड़ता है और इसके लंबवत होता है।

यह भी देखें

 * परमाणु कक्षीय
 * तत्वों की परमाणु त्रिज्या (डेटा पृष्ठ)
 * जन्म समीकरण
 * सहसंयोजक त्रिज्या
 * इलेक्ट्राइड
 * आयनिक क्षमता
 * आयनिक त्रिज्या अनुपात
 * पॉलिंग के नियम
 * स्टोक्स त्रिज्या
 * वैन डेर वाल्स त्रिज्या

बाहरी संबंध

 * Aqueous Simple Electrolytes Solutions, H. L. Friedman, Felix Franks