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Lexikon der Chemie: Ionenradius

Ionenradius, relatives Maß für die Größe eines als starre Kugel aufgefaßten Ions. Analog zu den Atomen (Atomradius) können auch den Elektronen in Ionen keine scharf begrenzten Aufenthaltsräume zugeordnet werden. Meßbar sind nur die Kernabstände in Molekülen oder Kristallen. Da in Ionenkristallen immer unterschiedliche Ionensorten benachbart sind, ist eine willkürfreie Aufteilung des Abstandes auf die Bindungspartner nicht möglich. Dennoch läßt sich durch Vergleich der Ionenabstände in Ionenkristallen mit gleichem Gittertyp näherungsweise ein System von I. aufstellen, wenn der Radius mindestens eines Ions bekannt ist. Diese I. werden auch als Gitterradien der Ionen bezeichnet. Von Goldschmidt wurde ein Satz von Gitterradien aufgestellt. Die von Pauling quantenmechanisch berechneten Ionenradien stimmen mit den Werten von Goldschmidt gut überein (Tab.). Mit Hilfe der Gitterradien kann der Abstand der Ionen im Kristallgitter näherungsweise als Summe der Radien benachbarter Ionen berechnet werden. Außerdem können aus dem Verhältnis der Kation- und Anionenradien (Radienquotient) eines Ionenkristalls Aussagen über Koordinationszahlen und Gittertyp getroffen werden. Die I. nehmen innerhalb einer Gruppe des Periodensystems von oben nach unten zu und innerhalb einer Periode mit wachsender Ordnungszahl ab. Daraus ergibt sich, daß ein Hauptgruppenelement der ersten Achterperiode und das der nächsthöheren Hauptgruppe der zweiten Achterperiode, z. B. Li+/Mg2+, etwa den gleichen I. haben (Schrägbeziehung im Periodensystem) und daher zu isotyper Mischkristallbildung neigen.

Ionenradius. Tab.: Ionenradien nach Goldschmidt (G) und Pauling (P) in pm.

Ion G P Ion G P
H- 154 208 Fe2+ 76 75
F- 133 136 Co2+ 70 72
Cl- 181 181 Ni2+ 68 69
Br- 196 195 Cu2+ 92
I- 219 216 Zn2+ 69 74
O2- 132 140 Cd2+ 92 97
S2- 174 184 B3+ 20 20
Li+ 68 60 Al3+ 45 50
Na+ 98 95 Ga3+ 60 62
K+ 133 133 In3+ 81 81
Rb+ 148 148 Se 68 81
Cs+ 167 169 Y3+ 90 93
Ti2+ 80 La3+ 104 115
Ti3+ 69 Ce3+ 1031)
Ti4+ 64 68 Gd3+ 941)
Cu+ 95 96 Ta5+ 68
Ag+ 113 126 Lu3+ 851)
Be2+ 30 31 Zr4+ 87 80
Mg2+ 65 65 Hf4+ 82 81
Ca2+ 94 99 Nb5+ 69
Sr2+ 110 113 Ho3+ 891)
Ba2+ 129 135 Mo6+ 62
Mn2+ 80 80 W6+ 62
1) Radien nach Templeton und Dauben
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