Coloque cada conjunto de átomos em ordem CRESCENTE de raio atômico, justificando sua resposta com base nas tendências periódicas.
-
Passo 1
O enunciado pede: colocar os átomos
,
,
,
em ordem CRESCENTE de raio atômico, justificando por tendências periódicas.
Informações relevantes fornecidas (os quatro elementos a ordenar):
Informações relevantes fornecidas (os quatro elementos a ordenar):
Passo 2
Identificar posições e dados básicos de cada átomo (pegando os números atômicos e configurações eletrônicas da tabela periódica):
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: ; configuração eletrônica . -
: ; configuração eletrônica . -
: ; configuração eletrônica . -
: ; configuração eletrônica .
Observação: todos estão no mesmo período (
), isto é, os elétrons mais externos ocupam a mesma camada principal.
Passo 3
O que é “raio atômico” e como interpretar na prática.
- O raio atômico é uma medida do tamanho efetivo do átomo, habitualmente definida por medidas experimentais (raio covalente, raio de van der Waals, etc.). Intuitivamente, é a distância média entre o núcleo e a “borda” da nuvem eletrônica.
- Em uma mesma linha (mesmo período) da tabela periódica, a medida experimental do raio tende a decrescer quando se vai da esquerda para a direita. Em termos simples: átomos à direita ficam mais “apertados” em volta do núcleo.
Passo 4
Explicação física das tendências (a “aula” necessária): carga nuclear efetiva e blindagem.
- A carga nuclear real é
(número de prótons). Os elétrons internos “blindam” parcialmente essa carga para os elétrons externos. Define-se a carga nuclear efetiva aproximada por
onde
é a constante de blindagem (screening) causada pelos outros elétrons.
- Para átomos do mesmo período, ao passar da esquerda para a direita aumenta
em unidades inteiras, mas os elétrons adicionados entram na mesma camada ( ); esses elétrons na mesma camada não blindam bem os aumentos de carga nuclear. Assim, aumenta pouco enquanto aumenta, logo aumenta ao longo do período. - Um
maior significa que o núcleo atrai mais fortemente a nuvem eletrônica externa, puxando-a para mais perto — ou seja, raio atômico menor. Portanto, em um mesmo período: da esquerda para a direita o raio diminui.
Passo 5
Aplicando ao conjunto dado (passo a passo, sem pular etapas).
- Todos os elementos estão no período 3, então a variação de raio entre eles é dominada pelo aumento de
ao longo do período. - Ordem dos números atômicos:
( ) < ( ) < ( ) < ( ). - Como
cresce nessa sequência e varia pouco (mesma camada), temos crescendo na mesma direção: . - Consequência direta: o raio atômico decresce nessa ordem de
. Logo, o menor raio será de e o maior de .
Passo 6
Resumo final da justificativa, em uma frase curta e clara.
Como todos estão no mesmo período, o aumento do número de prótons (sem aumento significativo da blindagem) aumenta a carga efetiva sentida pelos elétrons externos, comprimindo a nuvem eletrônica. Assim, do ponto de vista das tendências periódicas, o raio atômico diminui ao avançar da esquerda para a direita: é o maior e
o menor entre os quatro.
Como todos estão no mesmo período, o aumento do número de prótons (sem aumento significativo da blindagem) aumenta a carga efetiva sentida pelos elétrons externos, comprimindo a nuvem eletrônica. Assim, do ponto de vista das tendências periódicas, o raio atômico diminui ao avançar da esquerda para a direita: