Raio atômico médio

Raio atómico

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O raio atômico ou raio atómico é uma estimativa de distância do núcleo à ultima camada eletrônica. Aocontrário do que se poderia pensar, o raio atômico não depende apenasdo peso do átomo e/ou da quantidade de elétrons presentes naeletrosfera, sendo fortemente influenciado pela carga nuclear efetiva (Z )(https://pt.wikipedia.org/wiki/Carga_nuclear_efetiva) de cada elementoelemento.

Simplificadamente, o raio atômico é a distância entre o centro do átomoe a sua camada de valência, que é o nível de energia com elétrons maisexterno deste átomo. Como consequência do átomo não ser rígido éimpossível calcular o seu raio atômico exato. Deste modo, calcula-se oseu raio atômico médio.

Devido a dificuldade em obter-se o raio de átomos isolados determina-se (através de raio X) a distância entreos núcleos de dois átomos ligados do mesmo elemento, no estado gasoso. O raio atômico será metade dadistância calculada.

Índice

1 Tendências Periódicas nos Raios Atômicos

2 Propriedades

3 Partículas Alfa

4 Raio atômico medido empiricamente5 Raio atômico calculado

6 Veja também

7 Referências

Tendências Periódicas nos Raios Atômicos

Ao descermos nos grupos da tabela periódica, o número atômico (Z)

(https://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_at%C3%B4mico) cresce. Isto resulta basicamente do

aumento do número quântico principal (n)

(https://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_qu%C3%A2ntico_principal) dos elétrons mais externos,

resultando no aumento do tamanho do átomo;

Deslocando-se da esquerda para direita em um mesmo período da tabela periódica, observamos a

diminuição do raio atômico. Esta tendência ocorre devido ao aumento da carga nuclear efetiva (Z )(https://pt.wikipedia.org/wiki/Carga_nuclear_efetiva) à medida que nos deslocamos no período. O

aumento da carga nuclear efetiva atrai os elétrons, inclusive os mais externos, aproximando-os do núcleo,

resultado na redução do raio atômico.

(português brasileiro) (português europeu)

ef

1 2 3

1

ef

Seção de choque para o espalhamento de

partículas alfa pelo chumbo a 60°, no

sistema do laboratório.

Propriedades

Os núcleos atômicos encontram-se, em condições normais, no seu estado fundamental. Algumas propriedadesobserváveis podem ser extraídas desses núcleos. O raio nuclear é uma das propriedades mais fáceis deobservar e pode ser obtido a partir de experiências de dispersão como as realizadas por Rutherford. Comobase nessas experiências, percebeu-se que era uma boa aproximação considerar o raio nuclear R comorelacionado à massa nuclear pela expressão

Onde . O raio nuclear determina a forma da distribuição angular, a partir da qual se

pode então calculá-lo.

Partículas Alfa

Uma experiência de espalhamento elástico envolvendo núcleospesados foi feita em 1954 por Farwell e Wegner. Com energiaintermediária de 13 a 43 MeV usando um cíclotron de 60polegadas.

O resultado obtido envolvendo uma amostra de Pb (chumbo) a60º esta reproduzido na figura. A curva de Coulomb corrigidaestá normalizada pelos dados experimentais de baixa energia.Esta curva segue aproximadamente a dependência com oinverso do quadrado da seção de choque de Coulomb(Rutherford) com a energia, mas está levemente alterada a fimde levar em conta pequenas variações do ângulo deespalhamento com a energia devido ao campo magnético docíclotron.

Em baixas energias observa-se a teoria do espalhamento deRutherford correta, porém a partir de energias por volta de 27MeV, com o aumento da energia de partícula alfa a seção dochoque cai rapidamente, obrigando-se a partir disso adotarmosoutros modelos afim de explicar a aproximação da partícula alfado núcleo atômico .

Tendo essas dúvidas em cheque, os cientistas Farwell e Wegner baseados em um modelo apresentado porBlair, que explicava as absorções de partículas alfa pelo núcleo.

Blair supôs que a soma dos raios nuclear com a partícula alfa seria aproximadamente igual à distância demáxima aproximação calculada na energia para a qual a seção de choque experimental é 1/4 da seção dechoque Coulomb. Tendo a expressão:

Onde D é a distância de máxima aproximação, R é o raio do núcleo e R .

Raio atômico medido empiricamente

4

5

1/4 n α

6

Raio atômico medido empíricamente em picômetros (pm) com uma precisão aproximada de 5 pm.

Grupo(vertical)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Período(horizontal)

1H

25

He

2Li

145

Be

105

B

85

C

70

N

65

O

60

F

50

Ne

3Na180

Mg150

Al125

Si110

P100

S100

Cl100

Ar71

4K

220Ca180

Sc160

Ti140

V135

Cr140

Mn140

Fe140

Co135

Ni135

Cu135

Zn135

Ga130

Ge125

As115

Se115

Br115

Kr

5Rb235

Sr200

Y180

Zr155

Nb145

Mo145

Tc135

Ru130

Rh135

Pd140

Ag160

Cd155

In155

Sn145

Sb145

Te140

I140

Xe

6Cs

260

Ba

215

*

Hf

155

Ta

145

W

135

Re

135

Os

130

Ir

135

Pt

135

Au

135

Hg

150

Tl

190

Pb

180

Bi

160

Po

190

At

Rn

7Fr

Ra

215

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

Lantanídios*

La195

Ce185

Pr185

Nd185

Pm185

Sm185

Eu185

Gd180

Tb175

Dy175

Ho175

Er175

Tm175

Yb175

Lu175

Actinídios**

Ac195

Th180

Pa180

U175

Np175

Pu175

Am175

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Raio atômico calculado

Raio atômico calculado em picômetros (pm)

Grupo(vertical)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Período

(horizontal)

1H53

He31

2Li

167

Be

112

B

87

C

67

N

56

O

48

F

42

Ne

38

3Na

190

Mg

145

Al

118

Si

111

P

98

S

88

Cl

79

Ar

71

4K

243Ca194

Sc184

Ti176

V171

Cr166

Mn161

Fe156

Co152

Ni149

Cu145

Zn142

Ga136

Ge125

As114

Se103

Br94

Kr88

5Rb

265

Sr

219

Y

212

Zr

206

Nb

198

Mo

190

Tc

183

Ru

178

Rh

173

Pd

169

Ag

165

Cd

161

In

156

Sn

145

Sb

133

Te

123

I

115

Xe

108

6Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

6

298 253 208 200 193 188 185 180 177 174 171 156 154 143 135 120

7 Fr

Ra

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

Lantanídios*

La

Ce

Pr247

Nd206

Pm205

Sm238

Eu231

Gd233

Tb225

Dy228

Ho

Er226

Tm222

Yb222

Lu217

Actinídios**

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Veja também

Número atômico

Massa atômica

Referências

1. ↑ Júlio César Lima Lira (17/06/2010). Raio Atômico (http://www.infoescola.com/quimica/raio-atomico/).2. ↑ CrystalMaker Software Ltd. Elements, Atomic Radii and the Periodic Table

(http://www.crystalmaker.com/support/tutorials/crystalmaker/atomicradii/).3. ↑ Brown, T. L. Química A Ciência Central. Pearson São Paulo. 9ª Edição, 2012. Página 222 e 2234. ↑ K. C. Chung. Introdução à Física Nuclear (http://www.livrariadafisica.com.br/detalhe_produto.aspx?

id=19572) (em português). 1 ed. [S.l.]: UERJ, 2009. 285 p. 1 vol. ISBN 9788575110157

5. ↑ K. C. Chung. Introdução à Física Nuclear (http://www.livrariadafisica.com.br/detalhe_produto.aspx?id=19572) (em português). 1 ed. [S.l.]: UERJ, 2009. 285 p. 1 vol. ISBN 9788575110157

6. ↑ Slater, J.C. Introduction To Chemical Physics (em Inglês). [S.l.]: Martindell Press, 2007. 536 p. ISBN 978-

1406717594

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