Divulgación Determinación del radio atómico

[Anaximandro22]

¿ El radio atómico de cada elemento de la Tabla Periódica se establece a una determinada temperatura de referencia ?. Dado que a mayor temperatura , mayor es el radio atómico para un elemento , puesto que la radiación electromagnética infrarroja es absorbida por los electrones , aumentando con ello su radio de órbita al poseer más energía , ¿ Cuál es la temperatura de referencia ?

[Alriga]

Re: Determinación del radio atómico

Dada la incertidumbre en la posición de los electrones, no existe nada que pueda ser llamado sin ambigüedad radio atómico. Se utilizan varias definiciones de radio atómico en función del fenómeno físico que se esté estudiando, según la Wikipedia estos son algunos:

Radio de Van der Waals: en principio, la mitad de la distancia mínima entre los núcleos de dos átomos del elemento que no están vinculados a la misma molécula.

Radio iónico: el radio nominal de los iones de un elemento en un estado de ionización específica, deducida a partir de la separación de los núcleos atómicos en sales cristalinas que incluyen el ion. En principio, la separación entre dos iones de carga opuesta adyacentes debe ser igual a la suma de sus radios iónicos.

Radio covalente: el radio nominal de los átomos de un elemento cuando tienen enlace covalente con otros átomos, como se deduce de la separación entre los núcleos atómicos en las moléculas. En principio, la distancia entre dos átomos que están unidos el uno al otro en una molécula (la longitud de ese enlace covalente) debe ser igual a la suma de sus radios covalentes.

Radio metálico: el radio nominal de átomos de un elemento cuando se unen a otros átomos por enlace metálico.

Radio de Bohr: el radio de la órbita del electrón de menor energía predicho por el modelo de Bohr del átomo (1913). Es aplicable únicamente a los átomos e iones con un solo electrón, como el hidrógeno, helio simplemente ionizado, y positronio. Aunque el modelo en sí ya está obsoleto, el radio de Bohr para el átomo de hidrógeno se considera una constante física importante.

En un primer vistazo, no he encontrado referencias asequibles que detallen la influencia de la temperatura en cada uno de los distintos radios. Las medidas de cada uno de los radios supongo que se harán en condiciones normales de presión y temperatura, (aunque no he encontrado la referencia)
Una primera estimación para comparar dos radios del mismo elemento en el mismo estado de agregación a dos temperaturas diferentes, se me ocurre que tal vez se podría hacer utilizando el coeficiente de dilatación volumétrica.

Saludos.

[carroza]

Re: Determinación del radio atómico

Dada la incertidumbre en la posición de los electrones, no existe nada que pueda ser llamado sin ambigüedad radio atómico.

Hola. Creo que esta afirmación no es totalmente correcta. En un sistema cuántico (un átomo, una molécula, un núcleo, un hadrón), podemos definir con precisión un radio, a partir de la distribución de probabilidad de los componentes cargados que tenga (electrones, protones o quarks).

En este sentido, la magnitud más habitual es el radio cuadrático medio, que se obtiene a partir de la densidad de carga como

$(RCM)^2 = 1/Z \int d^3 \vec r \quad r^2 \rho(\vec r)$

A su vez, la densidad de carga depende de las funciones de onda de las partículas que formen el sistema (electrones, protones o quarks).

Hago esta precisión para dejar claro que, en mecánica cuántica, la incertidumbre en la posición de las partículas no impide en absoluto definir con total precisión magnitudes del sistema, como el radio cuadrático medio, que pueden ser medidas experimentalmente, y calculadas, con precisión.

Saludos

[Alriga]

Re: Determinación del radio atómico

Dada la incertidumbre en la posición de los electrones, no existe nada que pueda ser llamado sin ambigüedad radio atómico.

… Creo que esta afirmación no es totalmente correcta …

OK, pero entiendo que la parte incorrecta solo puede ser el preámbulo, por lo que para convertirla en correcta entiendo que puedo simplemente eliminarlo:
Dada la incertidumbre en la posición de los electrones, no existe nada que pueda ser llamado sin ambigüedad radio atómico.

Ahora debería ser correcta, puesto que no se encuentra nada que se llame a secas “Radio atómico”, todas las definiciones que incluyen esas 2 palabras llevan “apellido”, ya sea iónico, covalente, de Bohr,… o cuadrático medio.

… la magnitud más habitual es el radio cuadrático medio, que se obtiene a partir de la densidad de carga como
$(RCM)^2 = 1/Z \int d^3 \vec r \quad r^2 \rho(\vec r)$
A su vez, la densidad de carga depende de las funciones de onda de las partículas que formen el sistema (electrones, protones o quarks) …

Al nombrar tú ahora el radio rms, me “suena” como que había oído hablar de él, pero aplicado al núcleo (¿tal vez cuando hace siglos estudié mi único cuatrimestre de Física Nuclear, como relacionado con alguna sección eficaz de alguna interacción?) pero no estoy para nada seguro, igual me estoy confundiendo completamente.

¿En el caso específico del átomo, el radio rms tiene utilidad notable? Lo pregunto porque veo que en la entrada radio atómico de la Wikipedia, que es la que yo utilicé, no aparece.

… Hago esta precisión para dejar claro que, en mecánica cuántica, la incertidumbre en la posición de las partículas no impide en absoluto definir con total precisión magnitudes del sistema, como el radio cuadrático medio, que pueden ser medidas experimentalmente, y calculadas, con precisión …

OK, gracias, entiendo que esta es la parte más importante de lo que querías transmitir en tu post, tomo nota e intento almacenarlo en memoria.

Saludos.