¿Por qué el radio covalente de Cl2 es mucho mayor que H2?

Esta pregunta es un poco más fundamental de lo que parece al principio. En cierto sentido, la respuesta a su pregunta de “volumen orbital” es sí, pero plantea dos preguntas: por qué y qué es el “volumen orbital” de todos modos, dado que todas las funciones de onda decaen a cero en el infinito.

En mi opinión, hay un radio clave, que es el desplazamiento máximo de psi ^ 2.r ^ 2, y para el hidrógeno, es el radio de Bohr. Para las soluciones a la ecuación de onda de Schrödinger, estas son inversamente dependientes de n ^ 2, por lo que superficialmente la primera respuesta es cloro, con n = 3, el “radio” debería ser 9 veces mayor, y no lo es. La respuesta estándar es que el cloro tiene un “radio de tipo Bohr” significativamente más corto gracias a que los electrones internos no seleccionan adecuadamente los electrones externos, pero si lo piensa, tiene poco sentido. Por lo tanto, el cesio tiene un “defecto de detección” de aproximadamente 3.25, lo que significa que el electrón externo se comporta como si viera 3.25 unidades de carga positiva. La pregunta entonces es, ¿por qué el anión isoelectrónico de xenón no es estable? es decir, ¿por qué el xenón tiene afinidad electrónica cero? Mi respuesta a eso es que las funciones de onda de los átomos más pesados ​​que el helio no se corresponden con las del hidrógeno y, en cambio, son como ondas compuestas, como si se le agregara más de una onda diferente. Las relaciones básicas para las olas se dan en Aust. J. Phys, 40 , 329 – 346 (1987). El significado de ellos se explica en mi libro electrónico “Ondas de orientación”. El resultado neto de esto es que los átomos en un grupo dado tienden a expandir sus radios de “tipo Bohr” en algo proporcional a n. Entonces, nuevamente, las funciones radiales del cloro son significativamente mayores que las del hidrógeno, y eso significa que el radio covalente es mayor. La relación entre el radio covalente y este radio de tipo Bohr para los elementos del Grupo 1 se da en “Ondas de orientación”. Para los átomos con muchos electrones en el mismo nivel, el concepto básico se mantiene, pero las funciones se vuelven más complicadas debido a la cantidad de electrones.

Es más probable debido al hecho de que el cloro tiene una mayor cantidad de electrones, lo que da lugar a más capas cuánticas. Como tal, habrá una mayor repulsión interelectrónica debido a las muchas capas en comparación con una capa en hidrógeno. Por lo tanto, a medida que se forma la molécula, naturalmente Cl2 será mayor que H2 en términos de radio covalente debido a una superposición menos efectiva ya que los electrones son más difusos.