Velikosti iontů při tvorbě iontu z prvku dochází ke změně objemu (poloměru) částic (atom vs ion) 1) Náboj iontu (mnohem výraznější než např. vliv atomového čísla): hľ 154 pm, H 29 pm 2) Kationty vždy menší než odpovídající atomy - přebytek kladného náboje jádra stahuje elektrony blíže k jádru) 3) Anionty vždy větší - zvýšená repulze většího počtu elektronů 4) Elektronové konfigurace - u podobné konfigurace vzrůstá poloměr s rostoucím hlavním kvantovým číslem (resp. Z): Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+ ľ > Br > Cľ > F 5) Tvoří-li atom více kationtů, je ion s největším nábojem nejmenší (Fe2+> Fe3+) 6) Poloměry kationtů přechodných prvků (obsahují d-orbitaly) s rostoucím Z se zvyšují jen nevýrazně 7) Lanthanoidová kontrakce-se zvyšujícím se Z, se poloměry mírně zmenšují-f-orbitaly vnitřní, růst kladného náboje jader Fajansová pravidla - určování stability (hypotetických) iontů a následně podílu iontového charakteru v kovalentní vazbě (resp. nekovalentního charakteru v iontové vazbě) - stabilita (volných) iontů je závislá na několika faktorech: 1) Velikost náboje - ionty - anionty i kationty - malý náboj = stabilnější 1) Velikost iontu - katión - velký poloměr = stabilnější - anion - malý poloměr = stabilnější 3) Elektronová konfigurace - některé elektronové konfigurace jsou stabilnější: I) ns2 np6 (oktet) II) ns2 np6 nd10 (osmnáctka) III) ns2 np6 nd10 (n+l)s2 (dvacítka) IV) ndx (neúplně obsazené d-orbitaly) (zejména pro přechodné a post-přechodné prvky-v případě podobného náboje a velikosti) Polarizační síla kationtů (nestabilní katión má velkou polarizační sílu, deformuje elektronový obal aniontu) - roste s klesajícím poloměrem (Cs+< Rb+ < K+ < Na+ < Li+) - roste se vzrůstajícím nábojem (Na+ < Mg2+< AI3+< Si4+, Fe2+< Fe3+) - roste s nestabilitou konfigurace (Ca2+< Cu2+) Polarizovatelnost aniontů (nestabilní anion je snadno polarizovatelný, deformovatelný) - roste s rostoucím poloměrem (F~ < Cl~ < Br < I") - roste se vzrůstajícím nábojem (Cl"< S2~< P3~< Si4-) - dispozice ke kovalentním interakcím roste se vzrůstající polarizační silou kationtu a/nebo polarizovatelností aniontu - s klesající stabilitou iontů, tj. se vzrůstající polarizační silou kationtu a polarizovatelností aniontu (s rostoucím kovalentním charakterem), roste míra hydratace a hydrolýzy - s rostoucím iontovým charakterem vazby se zpravidla mění fyzikální vlastnosti: roste teplota tání a varu, roste rozpustnost ve vodě, klesá rozpustnost v nepolár-ních rozpouštědlech... (srov. Si02, t.t. = 1710 °C, kovalentní prostorová struktura vs KCI t.t. = 770 °C) (srov. síla kyselin HF - Hl, TDM - enthalpie rozpouštění, enthropie, větší síla vazby v HF) Rozhodněte a zdůvodněte, ve které z následujících sloučenin bude mít vazba kov-nekov kovalentnější charakter. a) FeCI. nebo FeCľ (FeCI3 protože kation Fe3+ má větší polarizační účinek vlivem vyššího náboje) (t.t. = 674 °C) (t.t. = 306 °C) b) Kl nebo Lil (Lil protože kation Li+ má větší polarizační účinek vlivem malého iontového poloměru) (t.t. 686°C) (t.t. 449°C) c) HgCľ nebo CaCI- (HgCI2 protože kation Hg2+ má větší polarizační účinek vlivem nestabilní el. konfigurace) (r = 116 Ä, Hg2+: [Xe] 4f14 3d10) (r = 114 Ä, Ca2+: [Ar]) (t.t. = 276 °C) (t.t. = 782 °C) - stabilitou iontů a jejich vzájemným ovlivňováním lze vysvětlovat (odhadovat) i další veličiny (např. kyselost/zásaditost)