Coloque cada uma das séries de átomos em ordem crescente de tamanho. Justifique sua resposta.
P, N, F

Passo 1

O enunciado pede: colocar as séries de átomos P, N e F em ordem crescente de tamanho (do menor para o maior) e justificar. As informações relevantes que temos (que vou usar):
\text{N}: Z=7,\quad \text{F}: Z=9,\quad \text{P}: Z=15
Também é útil saber as configurações eletrônicas (vou usá-las mais adiante):
\text{N}: 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{3}
\text{F}: 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{5}
\text{P}: 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}\,3p^{3}

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:
    1. 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 n (camadas mais afastadas do núcleo).
    2. Ao mover-se da esquerda para a direita numa mesma linha (período), o raio atômico geralmente diminui porque o número de prótons Z aumenta e os elétrons adicionais não compensam totalmente esse aumento: a carga efetiva sentida pelos elétrons ( Z_{\text{eff}}) aumenta, atraindo os elétrons mais para perto do núcleo.

Passo 3

Interpretação das configurações eletrônicas para nossos átomos:
  • N e F têm elétrons de valência no nível n=2 (série do segundo período). Logo ambos estão na mesma camada eletrônica principal.
  • P tem elétrons de valência no nível n=3 (terceiro período). Como n=3 é uma camada mais externa que n=2, espera-se que P seja maior que N e F — regra do aumento do raio ao descer no grupo.

Passo 4

Comparação entre N e F (mesmo período, então o fator decisivo é Z_{\text{eff}}):
  • Definição prática: a carga nuclear efetiva aproximada é \;Z_{\text{eff}} \approx Z - S\;, onde Z é o número de prótons e S é a blindagem causada pelos elétrons internos.
  • De forma simples (apenas para comparação qualitativa), os elétrons internos que mais blindam são os do nível 1s (dois elétrons). Assim: Z_{\text{eff}}(\text{N}) \approx 7 - 2 = 5
Z_{\text{eff}}(\text{F}) \approx 9 - 2 = 7
  • Como \;Z_{\text{eff}}(\text{F})>\,Z_{\text{eff}}(\text{N})\;, o flúor puxa seus elétrons de valência com mais força, comprimindo a nuvem eletrônica e tornando o átomo menor.
  • Conclusão: entre N e F, F é o menor e N é maior.

Passo 5

Juntando as duas comparações:
  • Descendo no grupo: \text{N} (no 2º período) < \text{P} (no 3º período) em tamanho.
  • Indo da esquerda para a direita no mesmo período: \text{F} < \text{N}.
    Combinando, a ordem do menor para o maior é:
\text{F} < \text{N} < \text{P}.

Resposta

\text{F} < \text{N} < \text{P}

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