Ковале́нтный ра́диус — это характеристика атомов, образующих ковалентную связь, принимаемая равной половине расстояния между ядрами атомов данного химического элемента, которые образуют между собой ковалентную неполярную связь в кристалле простого вещества. Другими словами, если обозначить через X атомы элемента, образующего кристалл с ковалентной связью Х—Х, то для галогенов ковалентный радиус равен половине длины связи в молекуле X2, для серы и селена — половине длины связи в молекуле X8, а для углерода и кремния он принимается равным половине кратчайшего межатомного расстояния в кристаллах алмаза и кремния. Является разновидностью атомных радиусов[1].
В сложных веществах длина ковалентной связи между разными атомами А и В принимается равной сумме их ковалентных радиусов, R (AB) = R (A) + R (B), что позволяет, зная радиус одного из атомов, рассчитывать ковалентные радиусы других атомов, образующих связь, в том числе для элементов, атомы которых не связаны ковалентными связями в образуемых ими простых веществах (например, металлы)[1].
Значения в таблице основаны на статистическом анализе более чем 228 тысяч экспериментально измеренных длин связей из Кембриджской структурной базы данных (Cambridge Structural Database)[2]. Числа в скобках — оцененные стандартные отклонения в единицах последней значащей цифры.
Ковалентные радиусы в пикометрах
H
He
1
2
31(5)
28
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
3
4
5
6
7
8
9
10
128(7)
96(3)
84(3)
sp3 76(1)
sp2 73(2)
sp 69(1)
71(1)
66(2)
57(3)
58
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
11
12
13
14
15
16
17
18
166(9)
141(7)
121(4)
111(2)
107(3)
105(3)
102(4)
106(10)
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
203(12)
176(10)
170(7)
160(8)
153(8)
139(5)
l.s. 139(5)
h.s. 161(8)
l.s. 132(3)
h.s. 152(6)
l.s. 126(3)
h.s. 150(7)
124(4)
132(4)
122(4)
122(3)
120(4)
119(4)
120(4)
120(3)
116(4)
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
220(9)
195(10)
190(7)
175(7)
164(6)
154(5)
147(7)
146(7)
142(7)
139(6)
145(5)
144(9)
142(5)
139(4)
139(5)
138(4)
139(3)
140(9)
Cs
Ba
La
Lu
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
55
56
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
244(11)
215(11)
187(8)
175(10)
170(8)
162(7)
151(7)
144(4)
141(6)
136(5)
136(6)
132(5)
145(7)
146(5)
148(4)
140(4)
150
150
Fr
Ra
Ac
87
88
260
221(2)
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
207(8)
204(9)
203(7)
201(6)
199
198(8)
198(6)
196(6)
194(5)
192(7)
192(7)
189(6)
190(10)
187(8)
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
89
90
91
92
93
94
95
96
215
206(6)
200
196(7)
190(1)
187(1)
180(6)
169(3)
Другой подход основывается на самосогласованной оптимизации ковалентных радиусов всех элементов для меньшего набора молекул. Это было сделано отдельно для одинарных (r1)[3], двойных (r2)[4] и тройных (r3)[5] связей для всех элементов, кроме сверхтяжёлых. В нижеследующей таблице, полученной на базе этого подхода, использованы и экспериментальные, и расчётные данные. Тот же самосогласованный подход был использован для соответствующих тетраэдрических ковалентных радиусов[6] для 30 элементов в 48 кристаллах с точностью, превышающей 1 пикометр.
