Ordenar os átomos de boro, carbono, alumínio e silício em ordem crescente de tamanho. Justificar respostas.
Passo 1
O que o exercício pede: ordenar os átomos de
,
,
e
em ordem crescente de tamanho (do menor para o maior) e justificar por que essa ordem é correta.
Informações dadas (implícitas no enunciado e que usaremos):
- Os átomos a comparar são
, , e . - Precisamos decidir a ordem segundo o “tamanho atômico” (raio atômico), considerando as posições desses elementos na tabela periódica.
Passo 2
Posição desses elementos na tabela periódica (dados importantes para justificar):
-
e pertencem ao mesmo período: período . Especificamente e . -
e pertencem ao mesmo período: período . Especificamente e .
Esses dados são úteis porque as tendências de tamanho atômico dependem de qual período (linha) e qual grupo (coluna) o elemento está.
Passo 3
O que entendemos por “tamanho atômico” (conceito que vamos usar):
- Por “tamanho atômico” entendemos aqui o raio atômico (ou raio covalente, para átomo ligado), isto é, uma medida de quão “grande” é a nuvem eletrônica do átomo.
- Fatores que determinam esse tamanho:
- Número de camadas eletrônicas (níveis de energia): mais camadas geralmente significa átomo maior.
- Carga nuclear efetiva (
): quanto maior a atração líquida do núcleo sobre os elétrons externos, mais os elétrons são puxados para perto e menor é o raio. - Blindagem (shielding): elétrons internos reduzem a atração do núcleo sobre os elétrons de valência, aumentando o tamanho.
Passo 4
Tendências gerais da tabela periódica que usaremos (aulas rápidas):
- Ao longo de um período (da esquerda para a direita): o raio atômico tende a diminuir. Por quê? Porque ao movermos para a direita aumentamos o número atômico
(mais prótons) sem aumentar significativamente a blindagem; a carga nuclear efetiva aumenta e puxa os elétrons para mais perto. - Ao descer um grupo (de cima para baixo): o raio atômico aumenta. Por quê? Porque acrescenta-se um nível eletrônico (uma camada) a mais, o que coloca os elétrons de valência mais afastados do núcleo, apesar do aumento de prótons.
Passo 5
Aplicando as tendências aos pares do exercício:
- Comparando
e (mesmo período ): ao ir da esquerda para a direita em um período o raio diminui, então Intuição: puxa mais os elétrons do que . - Comparando
e (mesmo período ): seguindo a mesma regra, da esquerda para a direita o raio diminui, então Intuição: puxa mais que . - Comparando elementos de períodos diferentes (por exemplo
vs ): como os elementos do período têm uma camada a mais que os do período , espera-se que logo tanto quanto tendem a ser maiores que e .
Passo 6
Juntando todas as comparações para montar a ordem:
- Da comparação dentro do período
: é menor que . - Da comparação dentro do período
: é menor que . - Comparando períodos: os do período
( ) são maiores que os do período ( ).
Combinando:
- O menor será
(menor do período ), - em seguida
, - em seguida vem
(menor do período ), - por fim
(maior do período ).
Passo 7
Resumo final da justificativa curta e direta (para decorar na prova):
- Regra 1: em um período, tamanho diminui da esquerda para a direita por aumento de
. - Regra 2: em um grupo, tamanho aumenta de cima para baixo por aumento do número de camadas.
- Aplicando essas regras aos pares e aos períodos, obtemos a ordem buscada.