Noçoes prelementares de raio atomicos e raio ionicos
1. Propriedades Aperiódicas
- Massa Atômica: É a unidade usada para pesar átomos e moléculas, equivale a 1/12 da massa de um átomo isótopo do carbono-12 (C12). Sempre aumenta com o aumento do número atômico. - Calor Específico: É a quantidade de calor necessária para elevar de 1°C a temperatura de 1g do elemento. O calor específico do elemento no estado sólido sempre diminui com o aumento do número atômico.
2. Propriedades Periódicas
- Raio Atômico
É difícil medir o raio de um átomo, pois a “nuvem de elétrons” que o circunda não tem limites bem-definidos. Costuma-se então medir, com auxílio de raios X, a distância (d) entre dois núcleos vizinhos e dizer que o raio atômico (r) é a metade dessa distância. De modo mais completo, dizemos que o RAIO ATÔMICO de um elemento é a metade da distância internuclear mínima que dois átomos desse elemento podem apresentar, sem estarem ligados quimicamente. O raio atômico dos elementos é uma propriedade periódica, pois seus valores variam periodicamente com o aumento do número atômico. Na Tabela Periódica as setas indicam o sentido de crescimento dos raios atômicos. Numa família, os raios aumentam de cima para baixo porque à medida que novos níveis de energia vão sendo ocupados, o tamanho do átomo tende a aumentar. Os elétrons dos níveis mais próximos do núcleo exercem um efeito isolante entre o núcleo e os elétrons mais periféricos. Com isso, o poder de atração do núcleo diminui muito, e os elétrons mais externos tendem a ficar mais espalhados. Num período, os raios diminuem da esquerda para a direita, pois aumenta o número de prótons e consequentemente, aumenta a atração núcleo-elétrons e o átomo encolhe. O efeito isolante nos períodos também se manifesta, mas é de dimensão bem menor do que o que existe nas famílias, pois neles não aumenta o número de níveis eletrônicos. - Raios Iónicos Os raios dos íons positivos (cátions) são sensivelmente menores que os raios dos átomos neutros correspondentes. O fato explica-se pela perda de elétrons, que diminui a repulsão na nuvem eletrônica, determinado seu encolhimento. Além disso, a perda de elétrons muitas vezes significa perda da última camada. Por outro lado, os íons negativos (ânions) são sensivelmente maiores que os átomos neutros correspondentes. Isso se justifica não só pelo aumento de repulsão que se verifica na nuvem eletrônica, como também por um certo aumento no efeito de blindagem (efeito “isolante”), que a adição de elétrons, mesmo no último nível, determina.
VOLUME ATÔMICO
Chama-se VOLUME ATÔMICO de um elemento o volume ocupado por 1 mol (6,02X1023 átomos) do elemento no estado sólido. O volume atômico não é o volume de um átomo mas o volume de um conjunto de átomos, consequentemente, no volume influem não só o volume individual de cada átomo, como também o espaçamento existente entre os átomos. Na Tabela Periódica as setas indicam o aumento do número atômico. Numa família, o volume atômico aumenta de acordo com o número atômico. Num período, à esquerda da linha pontilhada, o volume atômico acompanha o raio atômico; já à direita da linha pontilhada a variação é oposta porque, nos elementos aí situados (principalmente nos não-metais), o “espaçamento” entre os átomos passa a ser considerável.
- Eletronegatividade A eletronegatividade é uma propriedade que resulta da ação conjunta da energia de ionização e da eletroafinidade, mede a tendência relativa que um átomo possui de atrair elétrons e se torna mais perceptível quando o átomo está participando de uma ligação química. Coube a Linus Pauling criar uma escala arbitrária para medir essa tendência, que é relativa, pois é estabelecida comparativamente. Na escala de Pauling, ao elemento mais eletronegativo (o flúor) foi atribuída eletronegatividade 4,0. As demais são determinadas em função dessa, correspondendo ao elemento menos eletronegativo (o césio) o valor 0,7. Na tabela, as setas indicam o aumento da eletronegatividade. Nas famílias, a eletronegatividade aumenta de baixo para cima e nos períodos, da esquerda para a direita. Essa variação ocorre de maneira inversa ao raio atômico, isso se explica pelo fato de que átomos pequenos atraem electrões mais eficazmente que átomos grandes. Assim, quanto menor o raio atômico, maior a eletronegatividade.·
Observações: e conclusões
• Um átomo pequeno possui um núcleo mais “protegido” pelas suas camadas. Daí o fato de um átomo pequeno atrair elétrons mais facilmente que um átomo grande.
• Os valores numéricos da eletronegatividade poderão ser chamados de “potenciais eletronegativos”.
• Os gases nobres, em condições naturais, são estáveis e não se ligam a nenhum outro átomo. Devido a esse fato, poderemos dizer que os gases nobres apresentam eletronegatividade e eletroafinidade nulas.
• A propriedade inversa a eletronegatividade recebe o nome de eletropositividade.
O aumento da energia de ionização ao longo de um período deve-se a que, de um elemento para o seguinte, aumenta a carga do núcleo. Tal facto traduz-se num acréscimo da atracção do núcleo sobre os electrões de valência (pois estes mantêm-se no mesmo nível), tornando-se por isso mais difícil de serem arrancados. Como consequência, vai aumentando a energia necessária para ejectar um primeiro electrão.
Note-se que, ao longo de um grupo, a energia de ionização diminui com o aumento do número atómico. Tal facto pode interpretar-se se se pensar que, dentro de um grupo, um aumento do número atómico corresponde a um aumento do período; por isso, os electrões de valência vão-se situando em níveis cada vez mais externos e, consequentemente, mais afastados do núcleo.
Pode verificar-se que o raio atómico também varia periodicamente. Com efeito, ao longo do mesmo período, o raio atómico diminui com o aumento do número atómico até atingir um valor mínimo nos gases inertes, aumentando bruscamente, quando se passa ao período seguinte. Pode interpretar-se a diminuição do raio atómico ao longo de um período se se pensar que aumenta a carga nuclear, mantendo-se, em média, a distância dos electrões de valência (o nível mantém-se). Por isso, os electrões vão sendo mais fortemente atraídos e, por isso, a nuvem electrónica contrai-se. Com a passagem ao período seguinte o electrão de valência vai ocupar um nível mais externo, consequentemente mais afastado do núcleo. Tal facto resulta numa menor atracção do núcleo relativamente ao electrão de valência e a nuvem electrónica torna-se maior.
Ao longo de um mesmo grupo, é fácil de interpretar o aumento do raio atómico, pois o nível de valência vai sendo cada vez mais distante do núcleo. Note-se que quando um átomo se transforma num ião positivo, por perda de um electrão, ou num ião negativo, por ganho de um electrão, o «tamanho» altera- se. No caso de um ião usa-se a designação «raio iónico» para referir o seu «tamanho».
Os iões positivos são mais pequenos do que os átomos que lhes deram origem e os iões negativos são, pelo contrário, maiores.