FÍSICA E QUÍMICA A10º A

Lição nº de novembro de 2010

Variação do raio atómico e da energia de ionização na Tabela Periódica

Raio atómico – tamanho de uma esfera que englobe a quase totalidade da nuvem eletrónica.

Raios atómicos

Ao longo de um grupo, o raio atómico apresenta tendência para aumentar com o número atómico.

À medida que descemos num grupo, vai aumentando o número de camadas eletrónicas ocupadas e a carga dos eletrões das camadas interiores repelem os eletrões mais externos, aumentando, assim, o tamanho.

Ao longo de um período, o raio atómico apresenta tendência para diminuir com o número atómico.

À medida que avançamos num período, o eletrão adicionado relativamente ao elemento anterior, ocupa a mesma camada eletrónica e cada elemento tem, relativamente ao anterior, mais um protão no núcleo. O aumento progressivo de carga nuclear provoca um aumento da força atrativa núcleo – eletrões. Embora as repulsões entre os eletrões aumentem também ao longo do período, elas não são suficientes para vencer as maiores atracções nucleares e, por isso, o tamanho das partículas diminui (o efeito do aumento da carga nuclear é, pois, dominante).

Energia de ionização – energia mínima necessária para remover um eletrão de um átomo isolado, no estado fundamental e no estado gasoso.

Energias de ionização

Ao longo de um grupo, a energia de ionização apresenta tendência para diminuir com o número atómico.

À medida que descemos num grupo, vai aumentando o número de eletrões internos e, consequentemente, aumentam as repulsões entre os eletrões – efeito blindagem – que contrariam o efeito atrativo do núcleo. Deste modo, a atração efetiva entre o núcleo e um dos eletrões mais externos diminui, diminuindo a energia necessária para o remover.

Ao longo de um período, a energia de ionização apresenta tendência para aumentar com o número atómico.

À medida que avançamos num período, o eletrão adicionado relativamente ao elemento anterior, ocupa a mesma camada eletrónica enquanto que a carga nuclear, positiva, é cada vez maior, aumentando, assim, a força atrativa núcleo - eletrão. Deste modo, aumenta a energia necessária para o remover um eletrão de valência.

Raios iónicos

Os raios iónicos dos catiões são menores do que os raios atómicos dos respetivos átomos.

Um catião fica com menos um ou mais eletrões do que o átomo correspondente, havendo, assim, menos repulsões. Tendo, o catião e o átomo, a mesma carga nuclear, aumenta a força atrativa núcleo – eletrão. Deste modo, há uma contração da nuvem eletrónica do catião.

11Na

11Na+

- 1s2 2s2 2p6 3s1

- 1s2 2s2 2p6

20Ca

20Ca2+

- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Na Na+ Ca Ca2+

Os raios iónicos dos aniões são maiores do que os raios atómicos dos respetivos átomos.

Um anião fica com mais um ou mais eletrões do que o átomo correspondente, havendo, assim, maiores repulsões. Tendo, o anião e o átomo, a mesma carga nuclear, diminui a força atrativa núcleo – eletrão. Deste modo, há uma expansão da nuvem eletrónica do anião.

9F

9F-

- 1s2 2s2 2p5

- 1s2 2s2 2p6

16S

19S2-

- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

F F- S S2-

Raios de partículas isoeletrónicas

Nas partículas isoeletrónicas quanto maior a carga nuclear, menor é o tamanho.

Nas partículas isoeletrónicas existem o mesmo número de eletrões e, por isso, as mesmas repulsões. Assim, quanto maior a carga nuclear, maior é a força atrativa núcleo – eletrão e, consequentemente, maior é a contração da nuvem eletrónica do catião e menor é o tamanho da partícula.

11Na+ - 1s2 2s2 2p620Ca2+ - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

9F- - 1s2 2s2 2p6

10Ne - 1s2 2s2 2p6

16S2- - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

18Ar - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6