Aclaraciones sobre el radio de Van der Waals

Question

Acabo de leer sobre el radio de van der Waals y tenía algunas preguntas al respecto.

1. ¿Sería correcto decir que, en general, el radio de Van der Waals disminuye a medida que nos movemos de izquierda a derecha en la tabla periódica?

2. El radio de Van der Waals del gas noble en un período es mayor que el radio del halógeno que lo precede. ¿Por qué es así?

3. ¿Cuál es la diferencia entre el radio de Van der Waals para los gases monoatómicos (por ejemplo, el neón) y los no monoatómicos (por ejemplo, el flúor)?

Answer 1

Permítanme comenzar proporcionando una referencia a una buena colección de datos de van der Waals (en realidad, el sitio ofrece muchos otros datos interesantes sobre los elementos, quizá quieras echar un vistazo). En cuanto a tus preguntas,

1. Sí, es una tendencia general, pero como puede ver hay muchas excepciones. La tendencia existe por la misma razón por la que los radios covalentes generalmente se reducen a medida que nos movemos de izquierda a derecha a través de la tabla periódica, cada vez que añadimos otro protón y un electrón a un átomo, los electrones no protegen eficazmente a los electrones más externos del núcleo positivo, por lo que se acercan al núcleo.
2. & 3. Hay muchas formas diferentes de medir el radar de van der Waals de un átomo, pero en los últimos tiempos el método preferido es examinar la estructura cristalina de una molécula. Utilizando $\ce{F2}$ como ejemplo, el cristal estaría compuesto por moléculas de flúor. si medimos la distancia cristalográfica entre dos átomos de flúor adyacentes, pero adyacentes, pero no enlazados, y la dividimos por dos, tendríamos un valor que podría usarse para estimar el radio de Van der Waals para el fluoro (probablemente querríamos medir un número de valores similares de valores similares para el flúor de otras moléculas, tal vez utilizando $\ce{CH3F, NF3, ClF,}$ etc., por ejemplo, y promediarlos juntos). Nuestro cristal podría parecerse al dibujo de abajo.

Dado que las moléculas diatómicas y poliatómicas son polarizables, los átomos de flúor enlazados probablemente se polarizarán ligeramente cuando se empaqueten en el cristal para estabilizar (reducir la energía) el sistema global. Esta polarización hará que los flúor no enlazados se acerquen un poco más entre sí de lo que lo harían si no hubiera polarización. Un cristal de un gas noble (digamos el neón) será simplemente una colección de átomos de neón monatómicos, sin enlaces, sin polarización. Por lo tanto, no hay ninguna fuerza "atractiva" que acerque a los átomos de neón adyacentes como en el caso del flúor. Por lo tanto, incluso antes de realizar nuestras mediciones, podríamos esperar que el radio de Van der Waals del neón fuera mayor que el del flúor, lo que resulta ser el caso.