Por que o flúor apresenta raio atômico menor que o oxigênio e cloro?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão é: “Por que o flúor apresenta raio atômico menor que o oxigênio e o cloro?”
Conteúdo: tabela periódica, raio atômico, carga nuclear efetiva e níveis de energia (camadas eletrônicas).
O que precisamos saber:
Conteúdo: tabela periódica, raio atômico, carga nuclear efetiva e níveis de energia (camadas eletrônicas).
O que precisamos saber:
- Como varía o raio atômico ao longo de um período e de um grupo.
- O que é carga nuclear efetiva (
) e como ela “puxa” os elétrons. - A influência do número de camadas eletrônicas (número quântico principal
) no tamanho do átomo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender F versus O (ambos no mesmo período, período 2).
- Oxigênio tem
(8 prótons), flúor tem (9 prótons). - Os elétrons de valência estão na mesma camada
, então o “tamanho” base deles é parecido. - A carga nuclear efetiva é dada por
onde
é o fator de blindagem (shielding) pelos outros elétrons. Como O e F têm blindagem muito semelhante, o que muda mesmo é
.
4. Como F tem um próton a mais, de F é maior que de O. Mais carga efetiva significa maior atração dos elétrons para o núcleo → raio menor.
4. Como F tem um próton a mais,
Passo 3
Agora, F versus Cl (mesmo grupo, grupo 17, mas períodos diferentes).
- Flúor está no período 2 (
), cloro no período 3 ( ). - Cada camada extra aumenta muito o “tamanho” do átomo, porque o elétron mais externo fica em um nível com número quântico principal maior.
- Mesmo que Cl tenha mais prótons (
) e um mais alto, ele também tem muito mais eletróns internos, que blindam o núcleo. O nível é maior por si só (o elétron fica “mais longe”). - Em modelos simples (Bohr), a “raiz” do raio varia como
Em Cl,
cresce de 4 (no F) para 9, o que aumenta muito o tamanho, mesmo com
maior.
Passo 4
Resumo da física envolvida:
- No mesmo período: quanto maior
, menor o raio (maior atração). - No mesmo grupo: quanto maior o nível
, maior o raio (elétrons mais “distantes”). - A fórmula
capta essa ideia de forma qualitativa.
Resposta
O flúor tem raio atômico menor que o oxigênio porque, estando no mesmo período, ele tem mais carga nuclear efetiva atraindo os elétrons. E tem raio menor que o cloro porque está em um nível eletrônico mais baixo (
contra
), fazendo com que seus elétrons de valência fiquem mais próximos ao núcleo.