Coloque cada uma das séries de átomos em ordem crescente de tamanho. Justifique sua resposta.
P, N, F
P, N, F
Passo 1
O enunciado pede: colocar as séries de átomos
,
e
em ordem crescente de tamanho (do menor para o maior) e justificar. As informações relevantes que temos (que vou usar):
Também é útil saber as configurações eletrônicas (vou usá-las mais adiante):
Passo 2
O que é “tamanho atômico” e quais são as tendências periódicas básicas que vamos usar?
- Por “tamanho atômico” geralmente entendemos o raio atômico (por exemplo raio covalente ou raio de van der Waals): é uma medida do quão longe, em média, estão os elétrons de valência do núcleo. Não precisamos um valor exato, só comparar.
- Tendências importantes:
- Ao descer numa mesma coluna (grupo) da Tabela Periódica, o raio atômico aumenta porque os elétrons de valência ocupam níveis com maior número quântico principal
(camadas mais afastadas do núcleo). - Ao mover-se da esquerda para a direita numa mesma linha (período), o raio atômico geralmente diminui porque o número de prótons
aumenta e os elétrons adicionais não compensam totalmente esse aumento: a carga efetiva sentida pelos elétrons ( ) aumenta, atraindo os elétrons mais para perto do núcleo.
- Ao descer numa mesma coluna (grupo) da Tabela Periódica, o raio atômico aumenta porque os elétrons de valência ocupam níveis com maior número quântico principal
Passo 3
Interpretação das configurações eletrônicas para nossos átomos:
-
e têm elétrons de valência no nível (série do segundo período). Logo ambos estão na mesma camada eletrônica principal. -
tem elétrons de valência no nível (terceiro período). Como é uma camada mais externa que , espera-se que seja maior que e — regra do aumento do raio ao descer no grupo.
Passo 4
Comparação entre
e
(mesmo período, então o fator decisivo é
):
- Definição prática: a carga nuclear efetiva aproximada é
, onde é o número de prótons e é a blindagem causada pelos elétrons internos. - De forma simples (apenas para comparação qualitativa), os elétrons internos que mais blindam são os do nível
(dois elétrons). Assim:
- Como
, o flúor puxa seus elétrons de valência com mais força, comprimindo a nuvem eletrônica e tornando o átomo menor. - Conclusão: entre
e , é o menor e é maior.
Passo 5
Juntando as duas comparações:
- Descendo no grupo:
(no 2º período) < (no 3º período) em tamanho. - Indo da esquerda para a direita no mesmo período:
.
Combinando, a ordem do menor para o maior é: