FÍSICA E QUÍMICA A 10º A

Lição nº de novembro de 2010 Sumário: Raios atómicos. Energias de ionização. Raios iónicos. Raios de partículas isoeletrónicas.

Variação do raio atómico e da energia de ionização na Tabela Periódica Raios atómicos Raio atómico – tamanho de uma esfera que englobe a quase totalidade da nuvem eletrónica.

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).

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

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 11Na 20Ca - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 11Na+ 20Ca2+ 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.

9F 16S - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 - 1s2 2s2 2p5 9F- 19S2- - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 - 1s2 2s2 2p6 F F- S S2- 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.

Raios de partículas isoeletrónicas 11Na+ - 1s2 2s2 2p6 20Ca2+ - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 9F- - 1s2 2s2 2p6 16S2- - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 10Ne - 1s2 2s2 2p6 18Ar - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 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.