Três elementos designados por A , B e C apresentam as seguintes configurações eletrônicas:
Os raios atômicos destes elementos são 99, 160 e 231 pm (não necessariamente nessa ordem). Identifique os elementos e correlacione-os aos seus tamanhos justificando sua resposta.
Passo 1
O enunciado fornece três configurações eletrônicas e três raios atômicos (em pm) e pede para identificar os elementos correspondentes e relacioná‑los aos tamanhos. Informações dadas:
- Configurações eletrônicas:
- Valores de raios atômicos (em pm):
(ordem não especificada). - Pedido: identificar cada elemento (nome ou símbolo) e associá‑lo ao respectivo raio, justificando.
Passo 2
Primeiro passo prático: transformar cada configuração no número de elétrons (igual ao número atômico
para átomos neutros) e assim identificar o elemento.
- Para
: contar elétrons: . Logo . O elemento de número atômico é o magnésio (Mg). - Para
: contar elétrons: . Logo . O elemento de número atômico é o cálcio (Ca). - Para
: contar elétrons: . Logo . O elemento de número atômico é o cloro (Cl).
Pequena explicação didática: a configuração eletrônica listada mostra todos os elétrons do átomo; somando as ocupações das subcamadas obtém‑se o número total de elétrons, que, para um átomo neutro, é igual ao número atômico
. Conhecendo
identifica‑se o elemento na tabela periódica.
Passo 3
Determinar período e família (grupo) aproximados a partir da configuração para usar tendências periódicas:
- O maior número quântico principal ocupado dá o período:
-
tem elétrons até período . -
também até período . -
tem período .
-
- A ocupação da camada externa indica a família:
-
termina em família dos metais alcalino‑terrosos (grupo 2). -
termina em também grupo 2. -
termina em halogênio (grupo 17).
-
Breve observação útil: elementos do mesmo período (mesmo
) têm o mesmo número de camadas eletrônicas, então diferenças de raio dentro do período devem vir principalmente da variação da atração nuclear efetiva; elementos em períodos mais altos (maior
) têm uma camada extra e, portanto, tendem a ter raios muito maiores.
Passo 4
Aula curta sobre tendências de raio atômico (essencial para justificar a correspondência):
- Tendência horizontal (da esquerda para a direita em um mesmo período): o raio atômico geralmente diminui. Por quê? Ao avançar na mesma camada principal
aumenta o número nuclear sem acrescentar substancialmente blindagem adicional, então a carga nuclear efetiva sentida pelos elétrons da camada externa aumenta, puxando os elétrons mais para perto e reduzindo o raio. - Conceito rápido:
é a carga nuclear menos a blindagem ( ). Em um mesmo período, varia pouco enquanto aumenta, então cresce.
- Conceito rápido:
- Tendência vertical (descendo um grupo): o raio atômico aumenta. Por quê? Ao descer o grupo acrescenta‑se uma camada eletrônica com maior número quântico principal
; mesmo que a carga nuclear aumente, os elétrons externos ocupam um nível mais afastado (maior tamanho radial), e a blindagem das camadas internas torna o aumento de menos eficaz em puxar a camada externa para perto.
Aplicando isso aos nossos elementos:
-
(Mg, ) e (Cl, ) estão no mesmo período ( ). Portanto espera‑se que o átomo mais à esquerda (Mg) tenha raio maior do que o mais à direita (Cl), porque é maior em Cl e comprime os elétrons. -
(Ca, período ) está um período abaixo de Mg (mesmo grupo que Mg), então Ca tem uma camada extra ( ), portanto espera‑se que Ca tenha raio muito maior que Mg e Cl.
Logo a ordem esperada dos raios é:
Passo 5
Associar os valores numéricos dados
pm à ordem deduzida
:
- O maior valor
pm corresponde ao cálcio (Ca, que é ). - O valor intermediário
pm corresponde ao magnésio (Mg, que é ). - O menor valor
pm corresponde ao cloro (Cl, que é ).
Verificação rápida: isso respeita a tendência vertical (Ca maior que Mg porque
maior) e a tendência horizontal no mesmo período (Mg maior que Cl porque Cl tem maior
e puxa os elétrons).
Passo 6
Dica de prova (fácil e prática): ao receber uma configuração:
- Some as ocupações para achar
e identifique o elemento. - Determine o período (maior
) e se é s‑, p‑, d‑elemento (para grupo). - Compare raios usando: descer grupo → maior raio; ir para a direita no período → menor raio.
Força — você consegue aplicar isso rápido na prova.
Resposta
A: magnésio (Mg),
B: cálcio (Ca),
C: cloro (Cl),
B: cálcio (Ca),
C: cloro (Cl),