Compare os elementos Rb, Ca e Sr . Justifique cada resposta de forma simplificada.
(a) Qual tem o maior raio atômico?
(b) Qual tem maior energia de ionização?
(a) Qual tem o maior raio atômico?
(b) Qual tem maior energia de ionização?
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Comparar os elementos
, e . - Pergunta (a): qual tem o maior raio atômico?
- Pergunta (b): qual tem maior energia de ionização (primeira energia de ionização)?
Informações relevantes (posição na Tabela Periódica e configuração eletrônica — peguei estas da tabela periódica):
-
: número atômico , configuração eletrônica , período , grupo . -
: número atômico , configuração eletrônica , período , grupo . -
: número atômico , configuração eletrônica , período , grupo .
Passo 2
Conceitos essenciais (explicação didática):
- Raio atômico: é uma medida do “tamanho” do átomo, tipicamente a metade da distância entre núcleos em uma ligação homonuclear. Na prática para comparação usamos tendências periódicas.
- Tendência da tabela:
- Ao descer um mesmo grupo (mesma coluna) o raio aumenta porque há mais camadas eletrônicas (mais níveis de energia) — os elétrons externos ficam mais longe do núcleo.
- Ao mover-se da esquerda para a direita em um mesmo período o raio diminui porque o número de prótons aumenta e puxa os elétrons para mais perto (maior atração efetiva), sem acréscimo significativo de blindagem.
- Blindagem e carga nuclear efetiva (
): os elétrons internos “blindam” parcialmente a carga positiva do núcleo; uma forma simples de pensar é (onde é o número de prótons e é a blindagem). Maior → elétrons mais fortemente atraídos → raio menor e energia de ionização maior.
Passo 3
Aplicando as regras ao raio atômico dos três elementos:
- Comparando períodos:
está no período , enquanto e estão no período . Tudo mais igual, um átomo em período mais alto tem mais camadas e, portanto, maior raio. Logo tende a ser o menor entre os três. - Entre
e : ambos no mesmo período . Dentro do mesmo período o raio diminui ao ir para a direita (mais prótons → maior ). está à esquerda de (grupo vs grupo ), então tem menor percebida nos elétrons de valência e, portanto, maior raio que . - Conclusão lógica para o raio: ordem decrescente de raio é
. Portanto o maior raio é .
Passo 4
Conceitos essenciais sobre energia de ionização (explicação didática):
- Primeira energia de ionização (
): energia necessária para remover o elétron mais externo de um átomo isolado no estado gasoso. Quanto maior a atração núcleo–elétron (maior e/ou menor distância elétrica), mais difícil remover o elétron → maior . - Tendências:
-
aumenta ao mover-se para a direita em um período (mais prótons → maior ). -
diminui ao descer um grupo (elétrons externos mais distantes e mais blindagem → mais fácil remover).
-
- Assim, um átomo pequeno e com alta carga efetiva tem
grande; um átomo grande e com elétrons valência mais afastados tem pequeno.
Passo 5
Aplicando ao caso concreto (comparação de
):
-
(período ) está acima de (período ), então, em geral, terá maior que porque seu elétron de valência está em nível mais próximo do núcleo. -
(grupo , período ) tem configuração : só um elétron mais externo, muito afastado e pouco atraído pelo núcleo efetivo → bem baixo. - Entre
e (mesmo período): (grupo , ) tem maior que , portanto . - Valores numéricos aproximados (para fixar a ideia; estes números vêm de tabelas experimentais):
, , . Isso confirma a previsão pelas tendências: tem a maior energia de ionização entre os três.
Passo 6
Resumo final e interpretação intuitiva:
- Maior raio: elemento mais abaixo ou mais à esquerda tende a ser maior.
está abaixo e à esquerda dos outros dois → maior raio. - Maior energia de ionização: elemento mais acima e à direita tende a ter maior
. está acima (período ) em relação a e é mais à direita que na sua linha de raciocínio → tem maior .
Resposta
(a)
(b)
(b)