גורמים: רדיוס האטומי הקשר

איך משפיעים רדיוס אטומי הקשר על אורך ואנרגיית הקשר?

הגורם רדיוס אטומי הקשר: ככל שרדיוס אטומי הקשר גדלים, אורך הקשר גדל ואנרגיית הקשר קטנה.

הנימוק: רדיוס האטום הוא המרחק בין גרעין האטום ואלקטרוני הערכיות של היסוד כלומר האלקטרונים החיצונים ביותר. הקשרים הקוולנטים נוצרים משיתוף אלקטרוני הערכיות בין האטומים ולכן אלקטרוני הקשר נמצאים רחוק מהגרעין ביחס לאלקטרונים האחרים. 

ככל שרדיוס האטומים גדל, גם המרחק בין אלקטרוני הקשר לגרעינים של אטומי הקשר גדל ולכן אורך הקשר גדל.
כוח המשיכה של אלקטרוני הקשר קטן כי הם רחוקים יותר מהגרעינים (חוק קולון) ולכן נדרשת פחות אנרגיה לשבירת הקשר כלומר, אנרגיית הקשר קטנה.

בציור ניתן לראות בצורה גרפית את השפעת רדיוס האטומים על אורך הקשר בקשר בין שני אטומי מימן ושני אטומי כלור.

בסרטון מוסברת השפעת רדיוס אטומי הקשר על אורך הקשר ואנרגיית הקשר לצד אנימציות.

תרגול

1. הקטע הבא מתאר תלות אורך הקשר ואנרגיית הקשר ברדיוס אטומי הקש.
בחרו במילים הנכונות בתוך הסוגרים.
ככל שרדיוס האטומי הקשר גדל, אורך הקשר (גדל/קטן) ואנרגיית הקשר (גדלה/קטנה) מכיוון שכוחות המשיכה בין האטומים (גדל/קטן). הסיבה לכך היא: האלקטרונים המשתתפים בקשר הם האלקטרונים (הפנימיים/החיצוניים) ביותר באטום. ככל שרדיוס האטומי הקשר גדל, האלקטרונים המשתתפים בקשר נמצאים (קרוב/רחוק) יותר מגרעיני הקשר. כתוצאה מכך, כוח המשיכה בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים (גדל/קטן) האטומים (קרובים/רחוקים) יותר אחד מהשני ונדרשת (יותר/פחות) אנרגיה על מנת לשבור את הקשר.

2. להלן נתונים של אורך הקשר ואנרגיית הקשר של מולקולות ההלוגנים, הסבירו את סדר הערכים עבור אורך הקשר ואנרגיית הקשר שבטבלה?

נוסחה מולקולרית

הקשר

אנרגיית הקשר (KJ/mol)

אורך הקשר (Å)

Cl2

Cl-Cl

242

1.99

Br2

Br-Br

193

2.28

I2

I-I

151

2.67

3. להלן נתונים על שלושה קשרים קוולנטים בעלי סדר קשר משולש. האם הסדר של אנרגיות הקשר ואורכי הקשר מתאים להשפעת הגורם רדיוס אטומי הקשר? נמקו את תשובתכם.

נוסחה מולקולרית

הקשר

אנרגיית הקשר (KJ/mol)

אורך הקשר (Å)

N2

N≡N

945

1.19

P2

P≡P

523

1.89

C2H2

C≡C

835

1.21

4. להלן שלושה מולקולות בעלות קשרים כפולים: O2,  S2 ו- C2H4.

א. רשמו את נוסחת המבנה של כל מולקולה.

ב. להלן 3 ערכים של אנרגיות קשר ב- KJ/mol של הקשרים הכפולים במולקולות הנ”ל, התאימו את הערכים לקשרים הקוולנטים של המולקולות ונמקו את תשובתכם: 430, 497 ו-610.

5. להלן נתונים של אנרגיית הקשר ואורך הקשר.

האם גורם רדיוס האטום מסביר את סדר הגדלים של אורך הקשר ואנרגיית הקשר? הסבירו את קביעתכם

נוסחה מולקולרית

הקשר

אנרגיית הקשר (KJ/mol)

אורך הקשר (Å)

N2H2

N-N

163

1.47

H2O2

O-O

146

1.49

F2

F-F

158

1.42