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Rayons atomiques des éléments (page de données)

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Le rayon atomique d'un élément chimique est la distance entre le centre du noyau et la couche la plus externe d'un électron. Puisque la frontière n’est pas une entité physique bien définie, il existe diverses définitions non équivalentes du rayon atomique. Selon la définition, le terme peut s'appliquer simplement à des atomes isolés ou en phase condensée,formant des liaisons covalente dans des molécules, ou dans des états ionisés et excités. Sa valeur peut être obtenue par des mesures expérimentales, ou calculée à partir de modèles théoriques. Selon certaines définitions, le rayon peut dépendre de l'état et du contexte de l'atome (par exemple, le rayon métallique des atomes au sein d'un métal est plus faible que le rayon d'un atome isolé)[1].

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On peut aisément expliquer les variations de rayon atomique dans le tableau périodique. Par exemple, les rayons diminuent généralement de la gauche vers la droite, le long de chaque période (ligne) du tableau, depuis les métaux alcalins jusqu'aux gaz nobles ; et augmentent de haut en bas, le long des colonnes. Le rayon augmente fortement entre le gaz rare à la fin de chaque période et le métal alcalin au début de la période suivante. L'évolutions des rayons atomiques (ainsi que diverses propriétés chimiques et physiques) peut être expliquées par la théorie des orbitales atomiques ; elles ont fourni des preuves importantes pour le développement et la confirmation de la théorie quantique.

Rayon atomique modifier

Remarque : Toutes les mesures indiquées sont en picomètres (pm). Pour des données plus récentes sur les rayons covalents, voir Rayon covalent. Tout comme les unités atomiques sont données en termes d’unité de masse atomique (approximativement la masse du proton), l’unité de longueur physiquement appropriée ici est le rayon de Bohr, qui est le rayon d’un atome d’hydrogène dans l'état fondamental. Le rayon de Bohr est donc appelé « unité atomique de longueur ». Il est souvent désigné par a0 et correspond à environ 53 . Par conséquent, les valeurs des rayons atomiques données ici en picomètres peuvent être converties en unités atomiques en divisant par 53, au niveau de précision des données indiquées dans ce tableau.

 
Rayons atomiques jusqu'au zinc (30)
Numéro atomique Symbole Nom Valeur empirique valeur calculée Rayon de van der Waals RayonCovalent (liaison simple) Rayon Covalent (triple liaison) Rayon métallique
1 H hydrogène 25[2] 53[réf. nécessaire] 120[3] ou 110[4] 32
2 He helium 120[réf. nécessaire] 31[5] 140[3],[4] 46
3 Li lithium 145[2] 167[5] 182[3] ou 181[4] 133 152
4 Be béryllium 105[2] 112[5] 153[4] 102 85[6] 112
5 B bore 85[2] 87[5] 192[4] 85 73[6]
6 C carbone 70[2] 67[5] 170[3],[4] 75 60[6]
7 N Azote 65[2] 56[5] 155[3],[4] 71 54[6]
8 O oxygène 60[2] 48[5] 152[3],[4] 63 53[6]
9 F fluor 50[2] 42[5] 147[3],[4] 64 53[6]
10 Ne néon 160[réf. nécessaire] 38[5] 154[3],[4] 67
11 Na sodium 180[2] 190[5] 227[3],[4] 155 186
12 Mg magnésium 150[2] 145[5] 173[3],[4] 139 127[6] 160
13 Al aluminium 125[2] 118[5] 184[4] 126 111[6] 143
14 Si silicium 110[2] 111[5] 210[3],[4] 116 102[6]
15 P phosphore 100[2] 98[5] 180[3],[4] 111 94[6]
16 S soufre 100[2] 88[5] 180[3],[4] 103 95[6]
17 Cl chlore 100[2] 79[5] 175[3],[4] 99 93[6]
18 Ar argon 71[réf. nécessaire] 71[5] 188[3],[4] 96 96[6]
19 K potassium 220[2] 243[5] 275[3],[4] 196 227
20 Ca calcium 180[2] 194[5] 231[4] 171 133[6] 197
21 Sc scandium 160[2] 184[5] 211[réf. nécessaire] 148 114[6] 162
22 Ti titane 140[2] 176[5] 136 108[6] 147
23 V vanadium 135[2] 171[5] 134 106[6] 134
24 Cr chrome 140[2] 166[5] 122 103[6] 128
25 Mn manganèse 140[2] 161[5] 119 103[6] 127
26 Fe fer 140[2] 156[5] 116 102[6] 126
27 Co cobalt 135[2] 152[5] 111 96[6] 125
28 Ni nickel 135[2] 149[5] 163[3] 110 101[6] 124
29 Cu cuivre 135[2] 145[5] 140[3] 112 120[6] 128
30 Zn zinc 135[2] 142[5] 139[3] 118 134
31 Ga gallium 130[2] 136[5] 187[3],[4] 124 121[6] 135
32 Ge germanium 125[2] 125[5] 211[4] 121 114[6]
33 As arsenic 115[2] 114[5] 185[3],[4] 121 106[6]
34 Se sélénium 115[2] 103[5] 190[3],[4] 116 107[6]
35 Br brome 115[2] 94[5] 185[3] ou 183[4] 114 110[6]
36 Kr krypton 88[5] 202[3],[4] 117 108[6]
37 Rb rubidium 235[2] 265[5] 303[4] 210 248
38 Sr strontium 200[2] 219[5] 249[4] 185 139[6] 215
39 Y yttrium 180[2] 212[5] 163 124[6] 180
40 Zr zirconium 155[2] 206[5] 154 121[6] 160
41 Nb niobium 145[2] 198[5] 147 116[6] 146
42 Mo molybdène 145[2] 190[5] 138 113[6] 139
43 Tc technétium 135[2] 183[5] 128 110[6] 136
44 Ru ruthénium 130[2] 178[5] 125 103[6] 134
45 Rh rhodium 135[2] 173[5] 125 106[6] 134
46 Pd palladium 140[2] 169[5] 163[3] 120 112[6] 137
47 Ag argent 160[2] 165[5] 172[3] 128 137[6] 144
48 Cd cadmium 155[2] 161[5] 158[3] 136 151
49 In indium 155[2] 156[5] 193[3],[4] 142 146[6] 167
50 Sn étain 145[2] 145[5] 217[3],[4] 140 132[6]
51 Sb antimoine 145[2] 133[5] 206[4] 140 127[6]
52 Te tellure 140[2] 123[5] 206[3],[4] 136 121[6]
53 I iode 140[2] 115[5] 198[3],[4] 133 125[6]
54 Xe xénon 108[5] 216[3],[4] 131 122[6]
55 Cs césium 260[2] 298[5] 343[4] 232 265
56 Ba barium 215[2] 253[5] 268[4] 196 149[6] 222
57 La lanthane 195[2] 226[réf. nécessaire] 180 139[6] 187
58 Ce cérium 185[2] 210[réf. nécessaire] 163 131[6] 181,8
59 Pr praséodyme 185[2] 247[5] 176 128[6] 182,4
60 Nd néodyme 185[2] 206[5] 174 181,4
61 Pm prométhium 185[2] 205[5] 173 183,4
62 Sm samarium 185[2] 238[5] 172 180,4
63 Eu europium 185[2] 231[5] 168 180,4
64 Gd gadolinium 180[2] 233[5] 169 132[6] 180,4
65 Tb terbium 175[2] 225[5] 168 177,3
66 Dy dysprosium 175[2] 228[5] 167 178,1
67 Ho holmium 175[2] 226[5] 166 176,2
68 Er erbium 175[2] 226[5] 165 176.1
69 Tm thulium 175[2] 222[5] 164 175.9
70 Yb ytterbium 175[2] 222[5] 170 176
71 Lu lutétium 175[2] 217[5] 162 131[6] 173.8
72 Hf hafnium 155[2] 208[5] 152 122[6] 159
73 Ta tantale 145[2] 200[5] 146 119[6] 146
74 W tungstène 135[2] 193[5] 137 115[6] 139
75 Re rhénium 135[2] 188[5] 131 110[6] 137
76 Os osmium 130[2] 185[5] 129 109[6] 135
77 Ir iridium 135[2] 180[5] 122 107[6] 135.5
78 Pt platine 135[2] 177[5] 175[3] 123 110[6] 138.5
79 Au Or 135[2] 174[5] 166[3] 124 123[6] 144
80 Hg mercure 150[2] 171[5] 155[3] 133 151
81 Tl thallium 190[2] 156[5] 196[3],[4] 144 150[6] 170
82 Pb plomb 180[réf. nécessaire] 154[5] 202[3],[4] 144 137[6]
83 Bi bismuth 160[2] 143[5] 207[4] 151 135[6]
84 Po polonium 190[2] 135[5] 197[4] 145 129[6]
85 At astate 127[5] 202[4] 147 138[6]
86 Rn radon 120[5] 220[4] 142 133[6]
87 Fr francium 348[4]
88 Ra radium 215[2] 283[4] 201 159[6]
89 Ac actinium 195[2] 186 140[6]
90 Th thorium 180[2] 175 136[6] 179
91 Pa protactinium 180[2] 169 129[6] 163
92 U uranium 175[2] 186[3] 170 118[6] 156
93 Np neptunium 175[2] 171 116[6] 155
94 Pu plutonium 175[2] 172 159
95 Am américium 175[2] 166 173
96 Cm curium 176[réf. nécessaire] 166 174
97 Bk berkélium 170
98 Cf californium 186±2
99 Es einsteinium 186±2
100 Fm fermium
101 Md mendélévium
102 No nobélium
103 Lr lawrencium
104 Rf rutherfordium 131[6]
105 Db dubnium 126[6]
106 Sg seaborgium 121[6]
107 Bh bohrium 119[6]
108 Hs hassium 118[6]
109 Mt meitnérium 113[6]
110 Ds darmstadtium 112[6]
111 Rg roentgenium 118[6]
112 Cn copernicium 130[6]
113 Nh nihonium
114 Fl flerovium
115 Mc moscovium
116 Lv livermorium
117 Ts tennesse
118 Og oganesson

Voir aussi modifier

Remarques modifier

  • Différence entre les données empiriques et expérimentales : les données empiriques signifient essentiellement "provenant ou basées sur l'observation ou l'expérience" ou "s'appuyant uniquement sur l'expérience ou l'observation, souvent sans tenir compte des données de la théorie"[7]. Cela signifie que la mesure a été effectuée par observation physique, et que la mesure est reproductible. Notez de plus que les valeurs ne sont pas calculées par une formule. Cependant, les résultats empiriques deviennent souvent une équation d’estimation. En revanche, les données expérimentales reposent uniquement sur des théories. De telles prédictions théoriques sont utiles lorsqu'il n'existe aucun moyen de mesurer expérimentalement les rayons, si l'on veut prédire le rayon d'un élément qui n'a pas encore été découvert ou dont la demi-vie est trop courte.
  • Le rayon d'un atome n'est pas une propriété définie de manière unique et dépend de la définition. Les données provenant de différentes sources avec des hypothèses différentes ne peuvent pas être comparées.
  • † avec une précision d'environ 5 pm
  • (c) le gallium a une structure cristalline anormale
  • (e) l'uranium, le neptunium et le plutonium ont des structures irrégulières
  • Écart quadratique moyen de la triple liaison: 3 pm.

Références modifier

  1. ↑ F. A. Cotton et G. Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry, Wiley, (ISBN 978-0-471-84997-1), p. 1385
  2. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av aw ax ay az ba bb bc bd be bf bg bh bi bj bk bl bm bn bo bp bq br bs bt bu bv bw bx by bz ca cb cc cd ce cf cg et ch J.C. Slater, « Atomic Radii in Crystals », The Journal of Chemical Physics, vol. 41, no 10,‎ , p. 3199–3204 (DOI 10.1063/1.1725697, Bibcode 1964JChPh..41.3199S)
  3. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak et al A. Bondi, « van der Waals Volumes and Radii », The Journal of Physical Chemistry, vol. 68, no 3,‎ , p. 441–451 (DOI 10.1021/j100785a001)
  4. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq et ar Mantina, Chamberlin, Valero et Cramer, « Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group », The Journal of Physical Chemistry A, American Chemical Society (ACS), vol. 113, no 19,‎ , p. 5806–5812 (ISSN 1089-5639, PMID 19382751, PMCID 3658832, DOI 10.1021/jp8111556, Bibcode 2009JPCA..113.5806M)
  5. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av aw ax ay az ba bb bc bd be bf bg bh bi bj bk bl bm bn bo bp bq br bs bt bu bv bw bx by bz ca cb cc cd et ce E. Clementi, D.L.Raimondi et W.P. Reinhardt, « Atomic Screening Constants from SCF Functions. II. Atoms with 37 to 86 Electrons », The Journal of Chemical Physics, vol. 47, no 4,‎ , p. 1300–1307 (DOI 10.1063/1.1712084, Bibcode 1967JChPh..47.1300C)
  6. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av aw ax ay az ba bb bc bd be bf bg bh bi bj bk bl bm bn bo bp bq br bs bt bu bv bw bx by bz ca et cb S. Riedel, P.Pyykkö, M. Patzschke et Patzschke, « Triple-Bond Covalent Radii », Chem. Eur. J., vol. 11, no 12,‎ , p. 3511–3520 (PMID 15832398, DOI 10.1002/chem.200401299)
  7. ↑ « Empirical Definition & Meaning - Merriam-Webster »

Les données sont telles que citées sur http://www.webelements.com/ à partir de ces sources :

Rayons covalents (liaison simple) modifier

  • R.T. Sanderson, Chemical Periodicity, New York, USA, Reinhold,
  • Table of interatomic distances and configuration in molecules and ions, London, UK, Chemical Society, , « Supplement 1956–1959, Special publication No. 18 »
  • J.E. Huheey, E.A. Keiter et R.L. Keiter, Inorganic Chemistry : Principles of Structure and Reactivity, New York, USA, HarperCollins, (ISBN 0-06-042995-X, lire en ligne  )
  • W.W. Porterfield, Inorganic chemistry, a unified approach, Reading Massachusetts, USA, Addison Wesley Publishing Co., (ISBN 0-201-05660-7)
  • A.M. James et M.P. Lord, Macmillan's Chemical and Physical Data, MacMillan, (ISBN 0-333-51167-0)

Rayon métallique modifier

(en) Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann (en), , 2e éd. (ISBN 0080379419)

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