Ковалентный радиус

Ковале́нтный ра́диус — это характеристика атомов, образующих ковалентную связь, принимаемая равной половине расстояния между ядрами атомов данного химического элемента, которые образуют между собой ковалентную неполярную связь в кристалле простого вещества. Другими словами, если обозначить через X атомы элемента, образующего кристалл с ковалентной связью Х—Х, то для галогенов ковалентный радиус равен половине длины связи в молекуле X₂, для серы и селена — половине длины связи в молекуле X₈, а для углерода и кремния он принимается равным половине кратчайшего межатомного расстояния в кристаллах алмаза и кремния. Является разновидностью атомных радиусов ^[1].

В сложных веществах длина ковалентной связи между разными атомами А и В принимается равной сумме их ковалентных радиусов, R (AB) = R (A) + R (B), что позволяет, зная радиус одного из атомов, рассчитывать ковалентные радиусы других атомов, образующих связь, в том числе для элементов, атомы которых не связаны ковалентными связями в образуемых ими простых веществах (например, металлы)^[1].

Ковалентный радиус позволяет приближенно оценивать межатомное (межядерное) расстояние для ковалентных связей в молекулах и кристаллах. Для других типов химических связей используются другие виды атомных радиусов, например, для веществ с металлической связью — металлические радиусы, ионной — ионные радиусы; для оценки размеров атомов благородных газов, а также расстояния между атомами, составляющие разные молекулы (например, в молекулярных кристаллах), применяют Ван-дер-ваальсовы радиусы^[1].

Значения в таблице основаны на статистическом анализе более чем 228 тысяч экспериментально измеренных длин связей из Кембриджской структурной базы данных (Cambridge Structural Database)^[2]. Числа в скобках — оцененные стандартные отклонения в единицах последней значащей цифры.

Другой подход основывается на самосогласованной оптимизации ковалентных радиусов всех элементов для меньшего набора молекул.　Это было сделано отдельно для одинарных (r₁)^[3], двойных (r₂)^[4] и тройных (r₃)^[5] связей для всех элементов, кроме сверхтяжёлых. В нижеследующей таблице, полученной на базе этого подхода, использованы и экспериментальные, и расчётные данные. Тот же самосогласованный подход был использован для соответствующих тетраэдрических ковалентных радиусов^[6] для 30 элементов в 48 кристаллах с точностью, превышающей 1 пикометр.

• Металлический радиус
• Ионный радиус
• Радиус Ван-дер-Ваальса

• Статья английской Википедии (Covalent radius)

• Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Изд. 2-е, испр. и доп. — Л.: Химия, 1978. — 392 с.

1. ↑ ^{1 2 3} Дашевский В.Г. Атомные радиусы // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. [218] (стб. 411—412). — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
2. ↑ Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán and Santiago Alvarez. Covalent radii revisited (англ.) // Dalton Trans.^[англ.] : journal. — 2008. — No. 21. — P. 2832—2838. — doi:10.1039/b801115j.
3. ↑ ^{1 2} P. Pyykkö, M. Atsumi. Molecular Single-Bond Covalent Radii for Elements 1-118 (англ.) // Chemistry: A European Journal^[англ.] : journal. — 2009. — Vol. 15. — P. 186—197. — doi:10.1002/chem.200800987.
4. ↑ ^{1 2} P. Pyykkö, M. Atsumi. Molecular Double-Bond Covalent Radii for Elements Li–E112 (каталан.) // Chemistry: A European Journal^[англ.]. — 2009. — Vol. 15, num. 46. — P. 12770—12779. — doi:10.1002/chem.200901472..
5. ↑ ^{1 2} P. Pyykkö, S. Riedel, M. Patzschke. Triple-Bond Covalent Radii (англ.) // Chemistry: A European Journal^[англ.] : journal. — 2005. — Vol. 11, no. 12. — P. 3511—3520. — doi:10.1002/chem.200401299. — PMID 15832398.
6. ↑ P. Pyykkö,. Refitted tetrahedral covalent radii for solids (англ.) // Physical Review B : journal. — 2012. — Vol. 85, no. 2. — P. 024115, 7 p. — doi:10.1103/PhysRevB.85.024115.