Coloque cada uma das séries de átomos em ordem crescente de tamanho. Justifique sua resposta.
Passo 1
O que o enunciado pede: colocar em ordem crescente de tamanho (ou seja, do átomo menor para o maior) a lista de átomos dada e justificar a escolha.
Dados fornecidos: . Não há outras informações na figura/enunciado além desses três átomos neutros.
Dados fornecidos:
Passo 2
O que é “tamanho atômico” e quais fatores importam (uma aulinha rápida e prática).
- Por “tamanho atômico” normalmente entendemos o raio atômico: uma medida do quão espalhada é a nuvem eletrônica ao redor do núcleo. Não existe um único “raio” universal (há raios covalente, iônico, de van der Waals etc.), mas para comparar elementos neutros em tabela periódica usamos a mesma convenção e os trends são consistentes.
- Dois fatores principais que determinam o tamanho de um átomo: (1) o número quântico principal
da camada mais externa (quanto maior , mais longe do núcleo estão os elétrons de valência), e (2) a atração efetiva que o núcleo exerce sobre esses elétrons, chamada carga nuclear efetiva ). - Uma forma simples e útil de pensar em ) é
onde
) é o número atômico (número de prótons) e
) é uma medida de blindagem (shielding) causada pelos elétrons internos que “bloqueiam” a atração do núcleo sobre os elétrons de valência. Quanto maior
), mais fortemente o núcleo puxa os elétrons para perto, reduzindo o raio.
- Uma estimação simples (hidrogenoide) sugere que o raio varia aproximadamente como
ou seja, aumenta com
e diminui quando
aumenta. Essa fórmula é qualitativa aqui, mas muito útil para comparar átomos em provas.
Passo 3
Identificar número atômico e configuração eletrônica (essas informações ajudam a achar
e
aproximado):
Passo 4
Estimativa simples de blindagem
e de
para o elétron de valência (usando a aproximação de que os elétrons internos contribuem majoritariamente para
):
- Para
: elétrons internos = → . Então
- Para
: elétrons internos = → . Então
- Para
: elétrons internos = (10 elétrons) → . Então
Observação rápida: essas são estimativas grosseiras mas suficientes para comparar tendências.
Passo 5
Aplicar a relação qualitativa
para comparar tamanhos relativos:
- Para
: → - Para
: → - Para
: →
Comparando os valores proporcionais:
, logo o menor é
, depois
, e o maior é
.
Explicação em palavras:
e
estão no mesmo período (
), mas
tem mais prótons (maior
) e, portanto, maior
, puxando os elétrons mais para perto — por isso
é menor que
. Já
tem seu elétron de valência em
(uma camada a mais), o que o torna muito maior que ambos, mesmo que seu
para o elétron de valência seja semelhante ao de
.
Passo 6
Observação final e dica de prova: na maior parte das questões de prova só é preciso lembrar duas regras qualitativas: (i) ao ir da esquerda para a direita numa mesma linha da tabela periódica, o raio diminui; (ii) ao descer numa coluna, o raio aumenta. Use essas regras combinadas com a identificação de período (valor de
) e número atômico para justificar respostas rapidamente.