Compare os elementos sódio e magnésio com respeito às seguintes propriedades:
raio atômico
raio atômico
Passo 1
O que o enunciado pede: comparar os elementos sódio e magnésio quanto ao raio atômico.
Informações relevantes (dados que vou usar, conhecidos da tabela periódica):
Informações relevantes (dados que vou usar, conhecidos da tabela periódica):
- Número atômico do sódio:
. - Número atômico do magnésio:
. - Configurações eletrônicas de valência:
- Sódio:
. - Magnésio:
.
- Sódio:
- Em ambos, os elétrons de valência ocupam a mesma camada principal
.
Passo 2
O que é “raio atômico” (explicação didática):
- O termo “raio atômico” indica uma medida do tamanho de um átomo. Não existe uma única definição perfeita (há raio covalente, metálico, iônico, van der Waals), mas a ideia geral é a mesma: é a distância característica entre o núcleo e a “nuvem” eletrônica externa.
- Em comparação entre átomos neutros do mesmo período (mesma camada de valência), a tendência prática é que o átomo cujo núcleo atrai mais fortemente os elétrons tenha raio menor. Vou usar essa ideia qualitativa e uma medida aproximada (raio metálico/covalente) só para ilustrar.
Passo 3
Por que dois átomos da mesma linha (mesmo
) podem ter raios diferentes (conceitos principais, explicados passo a passo):
- Carga nuclear efetiva
: é a carga positiva efetiva que o elétron de valência “sente” depois do apanthamento (shielding) dos elétrons internos. Se aumenta, os elétrons são puxados para mais perto do núcleo e o raio diminui. - Blindagem (shielding): elétrons nas camadas internas reduzem a atração do núcleo sobre elétrons externos. Para átomos com mesma camada de valência, o que muda é o número de prótons no núcleo (aumentando
) enquanto a blindagem interna é quase igual, então tende a aumentar ao atravessar o período.
Passo 4
Cálculo ilustrativo de
usando uma regra prática (Slater) — passo a passo e sem pular etapas:
- Regra resumida (versão usada aqui): para um elétron
, - elétrons na mesma subcamada (outros
) contribuem com cada para a blindagem; - elétrons na camada
(ou seja, , total 8 elétrons) contribuem com cada; - elétrons nas camadas ainda mais internas (como
, 2 elétrons) contribuem com cada.
- elétrons na mesma subcamada (outros
- Para o sódio (
, configuração ): o elétron sofre blindagem de Então - Para o magnésio (
, configuração ): para um elétron a blindagem inclui o outro elétron com : Então - Interpretação:
é maior que . Ou seja, cada elétron de valência do magnésio sente uma atração nuclear efetiva maior do que o elétron de valência do sódio.
Passo 5
Conectando
ao raio atômico (como usar isso numa prova):
- Se dois átomos têm elétrons de valência no mesmo nível
(aqui ambos têm ), aquele que possui maior carga nuclear efetiva trará a nuvem eletrônica mais para perto → menor raio. - Como encontrámos
, concluímos que o magnésio apresenta raio atômico menor que o sódio.
Passo 6
Valores numéricos aproximados (para intuição; em provas geralmente basta a relação de ordem):
- Valores experimentais típicos (aproximados):
- Sódio:
(raio metálico típico). - Magnésio:
(raio metálico típico).
- Sódio:
- Esses números confirmam a conclusão qualitativa:
.
Passo 7
Dica prática para a prova (resumo rápido que funciona sempre):
- Compare
(camada principal) primeiro: se forem iguais, compare (número atômico). Maior → maior → menor raio. - Assim, entre Na e Mg (mesma linha, Mg tem maior
), o magnésio tem raio menor. Força extra: mencionar curta justificativa com a configuração vs .