共有結合半径

共有結合半径r cov_は、 1 つの共有結合の一部を形成する原子の大きさを表す尺度です。通常、ピコメートル(pm) またはオングストローム(Å)で測定され、1 Å = 100 pm です。   

原則として、2つの共有結合半径の合計は、2つの原子間の共有結合長に等しくなります。R (AB) = r ( A ) + r ( B)。さらに、単結合、二重結合、三重結合に対して、純粋に操作的な意味で異なる半径（以下、r ₁、r ₂、r ₃）を導入することができます。原子の大きさは一定ではなく、その化学環境に依存するため、これらの関係は決して厳密ではありません。異種原子のA-B結合の場合、イオン項が関係してくることがあります。多くの場合、極性共有結合は、共有結合半径の合計に基づいて予想されるよりも短くなります。表に示された共有結合半径の値は、平均値または理想化された値ですが、それでもさまざまな状況間で一定の適用性を示し、有用です。

結合長R (AB) はX 線回折(まれに分子結晶に対する中性子回折)によって測定されます。回転分光法によっても非常に正確な結合長の値が得られます。同核A–A 結合の場合、ライナス・ポーリングは共有結合半径を元素の単結合長の半分としました。たとえば、R (H – H、H ₂の場合) = 74.14 pm なので、r _cov (H) = 37.07 pm です。実際には、さまざまな共有結合化合物から平均値を取得するのが一般的ですが、その差は通常小さいです。サンダーソンは最近、主族元素の非極性共有結合半径のセットを発表しましたが^{[ 1 ]} 、ケンブリッジ結晶構造データベース^{[ 2 ] [ 3 ]}からより転用可能な結合長の大規模なコレクションが利用可能になったため、多くの状況で共有結合半径は時代遅れになりました。    

下の表の値は、ケンブリッジ構造データベースからの228,000を超える実験的な結合長の統計分析に基づいています。^{[ 4 ]}炭素については、軌道の異なる混成に対する値が示されています。

別のアプローチは、より小さな分子セットのすべての要素に対して自己無撞着な適合を行うことです。これは、超重元素まで、単結合^{[ 5 ]} 、二重結合^{[ 6 ]} 、三重結合^{[ 7 ]}について別々に行われました 。実験データと計算データの両方が使用されました。単結合の結果は、Cordero らの結果^{[ 4 ]}と似ていることが多いです。結果が異なる場合、使用される配位数が異なる可能性があります。これは、ほとんどの (d および f) 遷移金属の場合に特に当てはまります。通常、r ₁ > r ₂ > r ₃が期待されます。配位子の差が使用されるデータのRの差よりも大きい場合、弱い多重結合で逸脱が発生する可能性があります。

原子番号118（オガネソン）までの元素が実験的に生成され、それらの元素に関する化学的研究が増加していることに注意されたい。同じ自己無撞着なアプローチが、48個の結晶中の30個の元素の四面体共有結合半径をサブピコメートル精度で適合するために使用された。^{[ 8 ]}

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