Радиус атома хлора больше радиуса атома серы. Почему?

Радиус атома определяется размером электронной оболочки и эффективным зарядом ядра атома. У атома серы количество электронов и протонов больше, чем у атома хлора, что делает его эффективный заряд ядра выше. Благодаря этому электроны в атоме серы более сильно притягиваются к ядру, что сжимает электронную оболочку и уменьшает радиус атома. В случае с атомом хлора, меньшее количество электронов и протонов приводит к меньшему эффективному заряду ядра и более распределенной электронной оболочке, что делает его радиус больше, чем у атома серы.

Радиус атома хлора больше радиуса атома серы, и это можно объяснить с точки зрения химической периодичности и строения атомов.

1. Электронная конфигурация:

   • Атом серы (S) имеет атомный номер 16 и электронную конфигурацию (1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4).
   • Атом хлора (Cl) имеет атомный номер 17 и электронную конфигурацию (1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5).

2. Эффективный ядерный заряд:

   • Эффективный ядерный заряд ((Z_{\text{эфф}})) - это заряд, который чувствуют внешние электроны, учитывая экранирование со стороны внутренних электронов.
   • У хлора на один протон больше в ядре (17 против 16 у серы), что увеличивает его ядерный заряд.

3. Экранирование и распределение электронов:

   • В обоих атомах валентные электроны находятся на третьем энергетическом уровне (3s и 3p орбитали).
   • Однако, у хлора на один электрон больше в 3p подуровне по сравнению с серой. Это добавляет больше электрон-электронного отталкивания, которое несколько компенсирует увеличение ядерного заряда.

4. Периодический тренд:

   • В периодической таблице радиус атома обычно уменьшается слева направо в пределах одного периода из-за увеличения (Z_{\text{эфф}}), что сильнее притягивает электроны к ядру.
   • Однако, при движении сверху вниз по группе радиус атома увеличивается из-за добавления новых энергетических уровней.

5. Сравнение радиусов:

   • Несмотря на то, что хлор и сера находятся в одном периоде, у хлора чуть больший атомный радиус. Это связано с тем, что дополнительный электрон в хлоре приводит к увеличению электрон-электронного отталкивания в той же электронной оболочке. Это отталкивание слегка компенсирует увеличение ядерного заряда, что позволяет внешним электронам находиться на немного большем расстоянии от ядра.

В итоге, радиус атома хлора оказывается чуть больше радиуса атома серы из-за комбинации увеличенного электрон-электронного отталкивания и специфики распределения электронов в пределах одной электронной оболочки, несмотря на общий тренд уменьшения радиуса при движении слева направо по периоду.