共有結合半径
| 半径の種類 |
|---|
|
共有結合半径r covは、共有結合を形成する原子の大きさを表す尺度です。通常、ピコメートル（pm）またはオングストローム（Å）で表され、1 Å = 100 pmとなります。
原則として、2つの共有結合半径の合計は、2つの原子間の共有結合長、 R (AB) = r (A) + r (B) と等しくなります。さらに、単結合、二重結合、三重結合（以下の r 1、 r 2、 r 3）には、純粋に操作的な意味で異なる半径を導入できます。原子のサイズは一定ではなく、その化学的環境に依存するため、これらの関係は必ずしも正確ではありません。ヘテロ原子のA–B 結合の場合、イオン項が使用されることがあります。極性共有結合は、共有結合半径の合計に基づいて予想されるよりも短くなることがよくあります。表に示された共有結合半径の値は平均値または理想値のいずれかですが、それでも異なる状況間である程度の転用可能性を示しており、有用です。
結合長R (AB) は、 X 線回折（まれに、分子結晶の中性子回折）で測定されます。回転分光法でも、極めて正確な結合長の値が得られます。等核A–A 結合の場合、ライナス・ポーリングは、共有結合半径を元素の単結合長の半分としました。たとえば、H 2ではR (H–H, ) = 74.14 pm なので、r cov (H) = 37.07 pm となります。実際には、さまざまな共有結合化合物から平均値を取得するのが一般的ですが、その差は通常わずかです。サンダーソンは最近、主族元素の非極性共有結合半径のセットを発表しましたが[1] 、ケンブリッジ結晶学データベース[2] [3]からの、より転用しやすい結合長の大きなコレクションが利用できるようになったため、共有結合半径は多くの状況で時代遅れになっています。
平均半径
下の表の値は、ケンブリッジ構造データベース[4]の228,000以上の実験的結合長の統計分析に基づいています。炭素については、軌道の異なる混成に対して値が示されています。
| H | 彼 | |||||||||||||||||
| 1 | 2 | |||||||||||||||||
| 31(5) | 28 | |||||||||||||||||
| 李 | なれ | B | C | 北 | お | F | ね | |||||||||||
| 3 | 4 | 半径（標準偏差）/ pm | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||||||||||
| 128(7) | 96(3) | 84(3) | sp 3 76(1) sp 2 73(2) sp 69(1) | 71(1) | 66(2) | 57(3) | 58 | |||||||||||
| ナ | マグネシウム | アル | シ | P | S | 塩素 | アル | |||||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||
| 166(9) | 141(7) | 121(4) | 111(2) | 107(3) | 105(3) | 102(4) | 106(10) | |||||||||||
| K | カルシウム | Sc | ティ | V | Cr | マン | 鉄 | 共同 | ニ | 銅 | 亜鉛 | ガ | ゲ | として | セ | Br | クル | |
| 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | |
| 203(12) | 176(10) | 170(7) | 160(8) | 153(8) | 139(5) | ls 139(5) hs 161(8) | ls 132(3) hs 152(6) | ls 126(3) hs 150(7) | 124(4) | 132(4) | 122(4) | 122(3) | 120(4) | 119(4) | 120(4) | 120(3) | 116(4) | |
| Rb | シニア | はい | Zr | 注記 | モ | TC | ル | ロジウム | パッド | 農業 | CD | で | スン | SB | テ | 私 | ゼー | |
| 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | |
| 220(9) | 195(10) | 190(7) | 175(7) | 164(6) | 154(5) | 147(7) | 146(7) | 142(7) | 139(6) | 145(5) | 144(9) | 142(5) | 139(4) | 139(5) | 138(4) | 139(3) | 140(9) | |
| Cs | バ | * | ルー | HF | タ | W | 再 | オス | イル | Pt | オー | 水銀 | テル | 鉛 | バイ | ポー | で | ルン |
| 55 | 56 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | |
| 244(11) | 215(11) | 187(8) | 175(10) | 170(8) | 162(7) | 151(7) | 144(4) | 141(6) | 136(5) | 136(6) | 132(5) | 145(7) | 146(5) | 148(4) | 140(4) | 150 | 150 | |
| 神父 | ラ | ** | ||||||||||||||||
| 87 | 88 | |||||||||||||||||
| 260 | 221(2) | |||||||||||||||||
| * | ラ | セ | 広報 | ンド | 午後 | 小 | 欧州連合 | 神様 | 結核 | ダイ | ホー | えー | TM | Yb | ||||
| 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | |||||
| 207(8) | 204(9) | 203(7) | 201(6) | 199 | 198(8) | 198(6) | 196(6) | 194(5) | 192(7) | 192(7) | 189(6) | 190(10) | 187(8) | |||||
| ** | アク | Th | パ | あなた | いいえ | プ | 午前 | Cm | ||||||||||
| 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | |||||||||||
| 215 | 206(6) | 200 | 196(7) | 190(1) | 187(1) | 180(6) | 169(3) | |||||||||||
多重結合の半径
別のアプローチは、より少数の分子セット内のすべての元素に対して自己無撞着な適合を行うことである。これは、単結合、[5] 、二重結合、[6] 、および三重結合[7]から超重元素までについて個別に行われた。実験データと計算データの両方が使用された。単結合の結果は、多くの場合、Corderoら[4]の結果と類似している。それらが異なる場合、使用される配位数は異なる可能性がある。これは、ほとんどの（dおよびf）遷移金属の場合に顕著である。通常、 r 1 > r 2 > r 3と予想される。配位子の差が使用されるデータにおけるRの差よりも大きい場合、弱い多重結合では偏差が生じる可能性がある。
原子番号118（オガネソン）までの元素が現在実験的に生成されており、それらの元素に関する化学的研究も増加していることに留意してください。同様の自己無撞着な手法を用いて、48個の結晶中の30元素の四面体共有結合半径をサブピコメートルの精度でフィッティングしました。[8]
| H | 彼 | |||||||||||||||||
| 1 | 2 | |||||||||||||||||
| 32 - - | 46 - - | |||||||||||||||||
| 李 | なれ | B | C | 北 | お | F | ね | |||||||||||
| 3 | 4 | 半径 / pm : | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||||||||||
| 133 124 - | 102 90 85 | 単結合 二重結合 三重結合 | 85 78 73 | 75 67 60 | 71 60 54 | 63 57 53 | 64 59 53 | 67 96 - | ||||||||||
| ナ | マグネシウム | アル | シ | P | S | 塩素 | アル | |||||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||
| 155 160 - | 139 132 127 | 126 113 111 | 116 107 102 | 111 102 94 | 103 94 95 | 99 95 93 | 96 107 96 | |||||||||||
| K | カルシウム | Sc | ティ | V | Cr | マン | 鉄 | 共同 | ニ | 銅 | 亜鉛 | ガ | ゲ | として | セ | Br | クル | |
| 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | |
| 196 193 - | 171 147 133 | 148 116 114 | 136 117 108 | 134 112 106 | 122 111 103 | 119 105 103 | 116 109 102 | 111 103 96 | 110 101 101 | 112 115 120 | 118 120 - | 124 117 121 | 121 111 114 | 121 114 106 | 116 107 107 | 114 109 110 | 117 121 108 | |
| Rb | シニア | はい | Zr | 注記 | モ | TC | ル | ロジウム | パッド | 農業 | CD | で | スン | SB | テ | 私 | ゼー | |
| 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | |
| 210 202 - | 185 157 139 | 163 130 124 | 154 127 121 | 147 125 116 | 138 121 113 | 128 120 110 | 125 114 103 | 125 110 106 | 120 117 112 | 128 139 137 | 136 144 - | 142 136 146 | 140 130 132 | 140 133 127 | 136 128 121 | 133 129 125 | 131 135 122 | |
| Cs | バ | * | ルー | HF | タ | W | 再 | オス | イル | Pt | オー | 水銀 | テル | 鉛 | バイ | ポー | で | ルン |
| 55 | 56 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | |
| 232 209 - | 196 161 149 | 162 131 131 | 152 128 122 | 146 126 119 | 137 120 115 | 131 119 110 | 129 116 109 | 122 115 107 | 123 112 110 | 124 121 123 | 133 142 - | 144 142 150 | 144 135 137 | 151 141 135 | 145 135 129 | 147 138 138 | 142 145 133 | |
| 神父 | ラ | ** | 左 | 無線周波数 | デシベル | SG | Bh | Hs | マウント | Ds | RG | CN | んん | フロリダ州 | マック | レベル | Ts | オグ |
| 87 | 88 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | |
| 223 218 - | 201 173 159 | 161 141 - | 157 140 131 | 149 136 126 | 143 128 121 | 141 128 119 | 134 125 118 | 129 125 113 | 128 116 112 | 121 116 118 | 122 137 130 | 136 - - | 143 - - | 162 - - | 175 - - | 165 - - | 157 - - | |
| * | ラ | セ | 広報 | ンド | 午後 | 小 | 欧州連合 | 神様 | 結核 | ダイ | ホー | えー | TM | Yb | ||||
| 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | |||||
| 180 139 139 | 163 137 131 | 176 138 128 | 174 137 - | 173 135 - | 172 134 - | 168 134 - | 169 135 132 | 168 135 - | 167 133 - | 166 133 - | 165 133 - | 164 131 - | 170 129 - | |||||
| ** | アク | Th | パ | あなた | いいえ | プ | 午前 | Cm | バック | 参照 | エス | FM | メリーランド州 | いいえ | ||||
| 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | |||||
| 186 153 140 | 175 143 136 | 169 138 129 | 170 134 118 | 171 136 116 | 172 135 - | 166 135 - | 166 136 - | 168 139 - | 168 140 - | 165 140 - | 167 - - | 173 139 - | 176 - - | |||||
参照
参考文献
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- ^ Orpen, A. Guy; Brammer, Lee; Allen, Frank H.; Kennard, Olga; Watson, David G.; Taylor, Robin (1989). 「補足．X線および中性子回折法による結合長の表．第2部．dブロックおよびfブロック金属の有機金属化合物および配位錯体」Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (12): S1. doi :10.1039/DT98900000S1.
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