Explique como variam ao seguir pela tabela periódica, as seguintes propriedades dos elementos: Justifique as tendências observadas.
(d) Raios iônico e covalente.

Passo 1

O enunciado pede para explicar como variam, ao longo da tabela periódica, os raios iônico e covalente. O conteúdo envolve tendências periódicas controladas pelo número atômico Z, pelo efeito de blindagem dos elétrons internos e pelo número quântico principal n.

Passo 2

Definimos as duas grandezas físicas:
O raio covalente de um átomo é metade da distância entre dois átomos idênticos ligados por uma ligação simples em uma molécula diatômica.
O raio iônico de um íon é o raio efetivo que esse íon ocupa em um cristal iônico, estimado a partir das distâncias entre centros iônicos.

Passo 3

Variação do raio covalente ao longo de um período
Ao percorrer um período da esquerda para a direita, o número atômico Z aumenta sem que haja acréscimo significativo no número quântico principal dos elétrons de valência. O aumento de Z eleva a carga nuclear efetiva \bigl(Z_{\mathrm{ef}}\bigr) sentida pelos elétrons externos, aproximando-os do núcleo e diminuindo o raio covalente.
Z_{\mathrm{ef}} = Z - S
em que S é a blindagem pelos elétrons internos, quase constante no mesmo período.

Passo 4

Variação do raio covalente ao longo de um grupo
Descendo um grupo, cada elemento adiciona uma camada eletrônica, aumentando o número quântico principal n dos elétrons de valência. Esse acréscimo de orbitais faz com que a distância média ao núcleo cresça, elevando o raio covalente, mesmo que Z também aumente.

Passo 5

Variação do raio iônico ao longo de um período
Para íons de mesmo número de elétrons (série isoeletrônica), o raio iônico diminui quando Z aumenta, pois a maior carga nuclear atrai os elétrons com mais força. Além disso, cátions (perda de elétrons) têm raio menor que o átomo neutro correspondente, e ânions (ganho de elétrons) têm raio maior. No geral, à medida que se vai da esquerda (cátions) para a direita (ânions) de um período, observa-se uma diminuição do raio iônico nos cátions até certo ponto, seguida de um ligeiro aumento para os ânions devido à repulsão eletrônica acrescida.

Passo 6

Variação do raio iônico ao longo de um grupo
Descendo um grupo, assim como no caso covalente, cada íon adiciona um nível eletrônico (maior n), de modo que o raio iônico cresce regularmente de cima para baixo, pois os elétrons externos ocupam camadas mais distantes do núcleo.

Resposta

O raio covalente e o raio iônico diminuem da esquerda para a direita em um mesmo período, devido ao aumento da carga nuclear efetiva, e aumentam de cima para baixo em um mesmo grupo, em razão da inclusão de níveis eletrônicos adicionais.

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