(a) Usando somente a tabela periódica, disponha em ordem crescente de tamanho os seguintes átomos: (1) P, N, F; (2) K, Be, Li (b) As espécies listadas a seguir sāo isoeletrônicas, isto é, possuem a mesma quantidade de elétrons. Coloque-as em ordem crescente de raios:
.
Passo 1
Vamos resolver o exercício que tem duas partes. Na primeira parte (a), precisamos organizar alguns átomos em ordem crescente de tamanho usando apenas a tabela periódica. Isso envolve entender como o tamanho dos átomos varia na tabela. Na segunda parte (b), vamos organizar espécies isoeletrônicas pelo raio, ou seja, espécies com o mesmo número de elétrons, mas diferentes tamanhos. Para isso, vamos usar conceitos de eletronegatividade e carga nuclear efetiva.
Passo 2
Parte (a) - Organização dos átomos P, N, F e K, Be, Li
Primeiro, vamos focar na parte (a) do exercício, que pede para ordenar os átomos P (fósforo), N (nitrogênio), F (flúor) e K (potássio), Be (berílio), Li (lítio) em ordem crescente de tamanho.
Passo 3
Na tabela periódica, o tamanho dos átomos diminui de baixo para cima em um grupo e aumenta da esquerda para a direita em um período. Isso acontece porque, conforme avançamos para a direita em um período, o número de prótons aumenta, puxando os elétrons mais próximos do núcleo e diminuindo o raio atômico. Já de cima para baixo em um grupo, adicionamos camadas de elétrons, aumentando o tamanho do átomo.
Passo 4
1) P (fósforo), N (nitrogênio), F (flúor):
Estes três elementos estão no mesmo período (período 2) da tabela periódica e vão da esquerda para a direita: N, P, F. Como o tamanho atômico diminui da esquerda para a direita, a ordem crescente de tamanho é F < N < P.
Estes três elementos estão no mesmo período (período 2) da tabela periódica e vão da esquerda para a direita: N, P, F. Como o tamanho atômico diminui da esquerda para a direita, a ordem crescente de tamanho é F < N < P.
2) K (potássio), Be (berílio), Li (lítio):
Estes elementos estão em diferentes grupos do período 2 e 3. K está no grupo 1 (mais abaixo na tabela), Li também está no grupo 1 mas no período 2, e Be está no grupo 2 (período 2). Potássio está abaixo do lítio na tabela, então é maior que o lítio, e berílio está próximo do lítio. Logo, a ordem crescente de tamanho é Be < Li < K.
Estes elementos estão em diferentes grupos do período 2 e 3. K está no grupo 1 (mais abaixo na tabela), Li também está no grupo 1 mas no período 2, e Be está no grupo 2 (período 2). Potássio está abaixo do lítio na tabela, então é maior que o lítio, e berílio está próximo do lítio. Logo, a ordem crescente de tamanho é Be < Li < K.
Passo 5
Parte (b) - Organização das espécies isoeletrônicas Ne, F⁻, Na⁺, O²⁻, Mg²⁺ pelo raio
Agora, vamos para a parte (b). Espécies isoeletrônicas têm o mesmo número de elétrons, mas diferentes números de prótons. O raio atômico depende da carga nuclear efetiva, que é a atração que o núcleo exerce sobre os elétrons. Quanto maior a carga nuclear efetiva, menor o raio.
Passo 6
As espécies fornecidas são:
- Ne (Neônio)
- F⁻ (Fluoreto)
- Na⁺ (Sódio)
- O²⁻ (Oxigênio)
- Mg²⁺ (Magnésio)
Todas possuem 10 elétrons.
Passo 7
Vamos listar o número de prótons de cada espécie:
- Ne: 10 prótons
- F⁻: 9 prótons
- Na⁺: 11 prótons
- O²⁻: 8 prótons
- Mg²⁺: 12 prótons
Quanto maior o número de prótons, maior a carga nuclear efetiva, menor o raio.
Passo 8
Organizando do menor para o maior número de prótons:
O²⁻ (8), F⁻ (9), Ne (10), Na⁺ (11), Mg²⁺ (12)
O²⁻ (8), F⁻ (9), Ne (10), Na⁺ (11), Mg²⁺ (12)
Portanto, a ordem crescente de raio é:
Mg²⁺ < Na⁺ < Ne < F⁻ < O²⁻
Mg²⁺ < Na⁺ < Ne < F⁻ < O²⁻
Resposta
(a)
- F < N < P
- Be < Li < K
(b) Mg²⁺ < Na⁺ < Ne < F⁻ < O²⁻
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