Inchimica ilraggio covalente è definito come la metà della distanza tra i nuclei di due atomi identici uniti da un legame covalente singolo[1][2]. Viene misurato comunemente inångström (Å) o, preferibilmente, inpicometri (pm).
Questa definizione non si può applicare a tutti gli elementi: l'ossigeno, ad esempio, forma una molecola (O2) in cui i due atomi sono legati de unlegame doppio; in questo caso si stima il raggio covalente analizzando molecole che contengono il gruppo -o-o- (come iperossidi)[2].
In linea di principio, la somma di due raggi covalenti dovrebbe essere uguale allalunghezza del legame che unirebbe i due atomi. Questa relazione non è esattamente valida poiché la dimensione di un atomo non è costante ma dipende dall'ambiente chimico in cui si trova. In particolare, i legami covalenti polari tendono a essere più corti rispetto a quelli prevedibili sulla base della somma dei raggi covalenti. I valori tabulati dei raggi covalenti sono una media o valori ideali, i quali tuttavia ben si applicano a certe differenti situazioni.
I raggi covalenti sono misurati facendo ricorso alladiffrazione dei raggi X (più raramente, alladiffrazione di neutroni sucristalli molecolari). Laspettroscopia rotazionale è anche in grado di fornire valori estremamente accurati delle lunghezze di legame. Un metodo considera il raggio covalente come la metà della lunghezza dellegame singolo nell'elemento chimico, per esempio la lunghezza del legame H-H nellamolecola diidrogeno è di 74,14 pm e quindi il raggio covalente risulta essere 37,07 pm: in pratica, di solito si ottiene un valore medio da una varietà di composti covalenti, sebbene la differenza è solitamente piccola. Sanderson ha pubblicato un insieme di valori di raggi covalenti non polari per gli elementi deigruppi principali,[3] ma la disponibilità di una grande collezione di lunghezze di legame, che sono maggiormente trasferibili, dal Cambridge Structural Database[4] ha reso i raggi covalenti obsoleti in molte situazioni.
I valori mostrati nella tabella su un'analisi statistica di più di 228.000 lunghezze di legame sperimentali dal Cambridge Structural Database.[5] I numeri tra parentesi sono le deviazioni standard per l'ultima cifra.Questi sono i raggi dei legami covalenti e sono la metà dei raggi atomici covalenticalcolato in modo coerente.la somma dei due raggi ci dà la lunghezza del collegamento, R (AB) = r (A) + r (B). Lo stesso, in modo autoconsistente, viene utilizzato per regolare i raggi covalenti tetraedrici.[6]
| Z | Symbolo | r (Å)[5] | r1(Å)[7] | r2(Å)[8] | r3(Å)[9] |
|---|
| 1 | H | 0.31(5) | 0.32 | | |
| 2 | He | 0.28 | 0.46 | | |
| 3 | Li | 1.34(7) | 1.33 | 1.24 | |
| 4 | Be | 0.96(3) | 1.02 | 0.90 | 0.85 |
| 5 | B | 0.84(3) | 0.85 | 0.78 | 0.73 |
| 6 | C (sp3) | 0.6(1) | 0.75 | | |
| C (sp2) | 0.73(2) | | 0.67 | |
| C (sp) | 0.69(1) | | | 0.60 |
| 7 | N | 0.71(1) | 0.71 | 0.60 | 0.54 |
| 8 | O | 0.66(2) | 0.63 | 0.57 | 0.53 |
| 9 | F | 0.57(3) | 0.64 | 0.59 | 0.53 |
| 10 | Ne | 0.58 | 0.67 | 0.96 | |
| 11 | Na | 1.66(9) | 1.55 | 1.60 | |
| 12 | Mg | 1.41(7) | 1.39 | 1.32 | 1.27 |
| 13 | Al | 1.21(4) | 1.26 | 1.13 | 1.11 |
| 14 | Si | 1.11(2) | 1.16 | 1.07 | 1.02 |
| 15 | P | 1.07(3) | 1.11 | 1.02 | 0.94 |
| 16 | S | 1.05(3) | 1.03 | 0.94 | 0.95 |
| 17 | Cl | 1.02(4) | 0.99 | 0.95 | 0.93 |
| 18 | Ar | 1.06(10) | 0.96 | 1.07 | 0.96 |
| 19 | K | 2.03(12) | 1.96 | 1.93 | |
| 20 | Ca | 1.76(10) | 1.71 | 1.47 | 1.33 |
| 21 | Sc | 1.70(7) | 1.48 | 1.16 | 1.14 |
| 22 | Ti | 1.60(8) | 1.36 | 1.17 | 1.08 |
| 23 | V | 1.53(8) | 1.34 | 1.12 | 1.06 |
| 24 | Cr | 1.39(5) | 1.22 | 1.11 | 1.03 |
| 25 | Mn (low spin) | 1.39(5) | | | |
| Mn (high spin) | 1.61(8) | | | |
| Mn | | 1.19 | 1.05 | 1.03 |
| 26 | Fe (low spin) | 1.32(3) | | | |
| Fe (high spin) | 1.52(6) | | | |
| Fe | | 1.16 | 1.09 | 1.02 |
| 27 | Co (low spin) | 1.26(3) | | | |
| Co (high spin) | 1.50(7) | | | |
| Co | | 1.11 | 1.03 | 0.96 |
| 28 | Ni | 1.24(4) | 1.10 | 1.01 | 1.01 |
| 29 | Cu | 1.32(4) | 1.12 | 1.15 | 1.20 |
| 30 | Zn | 1.22(4) | 1.18 | 1.20 | |
| 31 | Ga | 1.22(3) | 1.24 | 1.17 | 1.21 |
| 32 | Ge | 1.20(4) | 1.21 | 1.11 | 1.14 |
| 33 | As | 1.19(4) | 1.21 | 1.14 | 1.06 |
| 34 | Se | 1.20(4) | 1.16 | 1.07 | 1.07 |
| 35 | Br | 1.20(3) | 1.14 | 1.09 | 1.10 |
| 36 | Kr | 1.16(4) | 1.17 | 1.21 | 1.08 |
| 37 | Rb | 2.20(9) | 2.1 | 2.02 | |
| 38 | Sr | 1.95(10) | 1.85 | 1.57 | 1.39 |
| 39 | Y | 1.90(7) | 1.63 | 1.3 | 1.24 |
| 40 | Zr | 1.75(7) | 1.54 | 1.27 | 1.21 |
| 41 | Nb | 1.64(6) | 1.47 | 1.25 | 1.16 |
| 42 | Mo | 1.54(5) | 1.38 | 1.21 | 1.13 |
| 43 | Tc | 1.47(7) | 1.28 | 1.2 | 1.1 |
| 44 | Ru | 1.46(7) | 1.25 | 1.14 | 1.03 |
| 45 | Rh | 1.42(7) | 1.25 | 1.1 | 1.06 |
| 46 | Pd | 1.39(6) | 1.2 | 1.17 | 1.12 |
| 47 | Ag | 1.45(5) | 1.28 | 1.39 | 1.37 |
| 48 | Cd | 1.44(9) | 1.36 | 1.44 | |
| 49 | In | 1.42(5) | 1.42 | 1.36 | 1.46 |
| 50 | Sn | 1.39(4) | 1.4 | 1.3 | 1.32 |
| 51 | Sb | 1.39(5) | 1.4 | 1.33 | 1.27 |
| 52 | Te | 1.38(4) | 1.36 | 1.28 | 1.21 |
| 53 | I | 1.39(3) | 1.33 | 1.29 | 1.25 |
| 54 | Xe | 1.40(9) | 1.31 | 1.35 | 1.22 |
| 55 | Cs | 2.44(11) | 2.32 | 2.09 | |
| 56 | Ba | 2.15(11) | 1.96 | 1.61 | 1.49 |
| 57 | La | 2.07(8) | 1.8 | 1.39 | 1.39 |
| 58 | Ce | 2.04(9) | 1.63 | 1.37 | 1.31 |
| 59 | Pr | 2.03(7) | 1.76 | 1.38 | 1.28 |
| 60 | Nd | 2.01(6) | 1.74 | 1.37 | |
| 61 | Pm | 1.99 | 1.73 | 1.35 | |
| 62 | Sm | 1.98(8) | 1.72 | 1.34 | |
| 63 | Eu | 1.98(6) | 1.68 | 1.34 | |
| 64 | Gd | 1.96(6) | 1.69 | 1.35 | 1.32 |
| 65 | Tb | 1.94(5) | 1.68 | 1.35 | |
| 66 | Dy | 1.92(7) | 1.67 | 1.33 | |
| 67 | Ho | 1.92(7) | 1.66 | 1.33 | |
| 68 | Er | 1.89(6) | 1.65 | 1.33 | |
| 69 | Tm | 1.90(10) | 1.64 | 1.31 | |
| 70 | Yb | 1.87(8) | 1.7 | 1.29 | |
| 71 | Lu | 1.87(8) | 1.62 | 1.31 | 1.31 |
| 72 | Hf | 1.75(10) | 1.52 | 1.28 | 1.22 |
| 73 | Ta | 1.70(8) | 1.46 | 1.26 | 1.19 |
| 74 | W | 1.62(7) | 1.37 | 1.2 | 1.15 |
| 75 | Re | 1.51(7) | 1.31 | 1.19 | 1.1 |
| 76 | Os | 1.44(4) | 1.29 | 1.16 | 1.09 |
| 77 | Ir | 1.41(6) | 1.22 | 1.15 | 1.07 |
| 78 | Pt | 1.36(5) | 1.23 | 1.12 | 1.1 |
| 79 | Au | 1.36(6) | 1.24 | 1.21 | 1.23 |
| 80 | Hg | 1.32(5) | 1.33 | 1.42 | |
| 81 | Tl | 1.45(7) | 1.44 | 1.42 | 1.5 |
| 82 | Pb | 1.46(5) | 1.44 | 1.35 | 1.37 |
| 83 | Bi | 1.48(4) | 1.51 | 1.41 | 1.35 |
| 84 | Po | 1.40(4) | 1.45 | 1.35 | 1.29 |
| 85 | At | 1.50 | 1.47 | 1.38 | 1.38 |
| 86 | Rn | 1.50 | 1.42 | 1.45 | 1.33 |
| 87 | Fr | 2.60 | 2.23 | 2.18 | |
| 88 | Ra | 2.21(2) | 2.01 | 1.73 | 1.59 |
| 89 | Ac | 2.15 | 1.86 | 1.53 | 1.4 |
| 90 | Th | 2.06(6) | 1.75 | 1.43 | 1.36 |
| 91 | Pa | 2.00 | 1.69 | 1.38 | 1.29 |
| 92 | U | 1.96(7) | 1.7 | 1.34 | 1.18 |
| 93 | Np | 1.90(1) | 1.71 | 1.36 | 1.16 |
| 94 | Pu | 1.87(1) | 1.72 | 1.35 | |
| 95 | Am | 1.80(6) | 1.66 | 1.35 | |
| 96 | Cm | 1.69(3) | 1.66 | 1.36 | |
| 97 | Bk | | 1.66 | 1.39 | |
| 98 | Cf | | 1.68 | 1.4 | |
| 99 | Es | | 1.65 | 1.4 | |
| 100 | Fm | | 1.67 | | |
| 101 | Md | | 1.73 | 1.39 | |
| 102 | No | | 1.76 | 1.59 | |
| 103 | Lr | | 1.61 | 1.41 | |
| 104 | Rf | | 1.57 | 1.4 | 1.31 |
| 105 | Db | | 1.49 | 1.36 | 1.26 |
| 106 | Sg | | 1.43 | 1.28 | 1.21 |
| 107 | Bh | | 1.41 | 1.28 | 1.19 |
| 108 | Hs | | 1.34 | 1.25 | 1.18 |
| 109 | Mt | | 1.29 | 1.25 | 1.13 |
| 110 | Ds | | 1.28 | 1.16 | 1.12 |
| 111 | Rg | | 1.21 | 1.16 | 1.18 |
| 112 | Cn | | 1.22 | 1.37 | 1.3 |
| 113 | Nh | | 1.36 | | |
| 114 | Fl | | 1.43 | | |
| 115 | Mc | | 1.62 | | |
| 116 | Lv | | 1.75 | | |
| 117 | Ts | | 1.65 | | |
| 118 | Og | | 1.57 | | |
- ^Chimica generale, Piccin, p. 367.
- ^abChimica Generale, Rodomontano, p. cap. 7.1.1.
- ^Sanderson, R. T. (1983). "Electronegativity and Bond Energy." Journal of the American Chemical Society|J. Am. Chem. Soc.105:2259–61.
- ^Allen, F. H.; Kennard, O.; Watson, D. G.; Brammer, L.; Orpen, A. G.; Taylor, R. (1987). "Table of Bond Lengths Determined by X-Ray and Neutron Diffraction."J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 S1–S19.
- ^abBeatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán and Santiago Alvarez. Covalent radii revisited.Dalton Trans.,2008, 2832-2838,DOI: 10.1039/b801115j
- ^P. Pyykkö,Phys. Rev.B., 85,2012, 024115, 7pDOI: 10.1103/PhysRevB.85.024115
- ^ P. Pyykkö, M. Atsumi,Chem. Eur. J., 15,2009,186-197DOI: 10.1002/chem.200800987
- ^P. Pyykkö, M. Atsumi,Chem. Eur. J., 15,2009,12770–12779DOI: 10.1002/chem.200901472.
- ^ P. Pyykkö, S. Riedel, M. Patzschke,Chem. Eur. J., 11,2005,3511–3520DOI: 10.1002/chem.200401299.