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Cavalcante, D. U. R. Propriedades Da Tabela Periódica Raio atômico Pode-se definir o raio atômico como a distância entre o núcleo e o último elétron do átomo. A carga nuclear efetiva (Zef) determina o quão forte o último elétron está sendo atraído pelo núcleo. Assim, o núcleo que atrair o elétron com mais força terá um raio menor (considerando o período e o grupo da tabela periódica). Há uma tendência geral, dentro de um período o raio atômico diminui da esquerda para direita (acompanhando o aumento da Zef), e nos grupos o raio atômico aumenta à medida que o número de camadas aumenta (aumento dos níveis de energia). Ocorre um fenômeno de contração, chamado de contração do bloco d, que afeta alguns elementos do bloco p (Ga, Ge, As, Br e Kr). Por exemplo, o raio do Ga é ligeiramente maior de o raio do Si. Essa contração ocorre devido a presença dos orbitais d, na quarta camada, que possuem pouco efeito de blindagem contra a Zef que vem do núcleo. O raio atômico dos elementos do bloco d na terceira linha (6º período) são muito semelhantes àqueles da segunda linha (5º período), quando se esperaria raios significativamente maiores pelo fato de possuírem um número muito maior de elétrons. Essa redução no tamanho do raio é chamada de contração dos lantanídeos. Esses elementos da terceira linha do bloco d têm orbitais f que estão sendo ocupados e possuem pouca capacidade de blindar a carga do núcleo (Zef) provocando uma contração do raio. Energia de ionização A energia de ionização (EI) é a energia necessária para remover 1 mol de elétrons de 1 mol de átomos (ou íons) no estado de gasoso. A(g) → A+ + 1e- Como é preciso fornecer energia para retirada do elétron a energia de ionização é sempre positiva. Essa energia varia de acordo com a força que o elétron está sendo atraída pelo núcleo, quanto maio a força de atração, mais é preciso fornecer energia para retira-lo. Existem diferentes EI de acordo com o número de elétrons que o átomo perdeu (sendo que a 1ªEI < 2ª EI < 3ª EI), assim, cada vez que um elétron é retirado o restante fica cada vez mais preso ao núcleo. A(g) → A+ + 1e- 1ª EI A+ (g) → A2+ + 1e- 2ª EI A2+ (g) → A3+ + 1e- 3ª EI até a enésima... A EI aumenta em um período da esquerda para direita (isso explica o fato de os gases nobres terem EI tão altas) e nos grupos o valor da EI diminui à medida que aumentamos o número de camadas (ou descemos nos grupos, quando os elétrons se encontrarem mais distantes do núcleo). Mas existe algumas exceções, ao se passar do grupo 2 para o grupo 13 e do grupo 15 para o 16 a EI diminui. Analisando primeiro o caso entre o Be e o B vemos que a diminuição da EI está relacionada com a degenerescência dos orbitais 2p. Ao fazer a distribuição desses átomos (4Be: 1s2, 2s2; 5B: 1s2, 2s2, 2p1) vemos que o B possui um elétron em um dos três orbitais p e para mantê-los degenerados (com a mesma energia) há um D is p o n ív el e m :< h tt p s: // w w w .f q .p t/ at o m o /r ai o -a to m ic o >. A ce ss o e m 2 6 d e ju n h o d e 2 02 4 . Cavalcante, D. U. R. custo energético sendo mais favorável a saída do elétron, o que diminui a EI. Já o Be tem o orbital 2s totalmente preenchido, o que o torna mais estável, sendo necessário fornecer mais energia para retirar esse elétron. O mesmo acontece com a EI do N para o O. O N tem três elétrons em cada um dos orbitais 2p (1s2, 2s2, 2p3) com grande estabilidade e sem gasto energético para mantê-los, assim é preciso fornecer mais energia para retirada de um desses elétrons. Já o O tem quatro elétrons nos orbitais 2p o que o torna menos estável devido ao gasto energético para manter os orbitais degenerados, sendo mais viável a retirada desse elétron e explica a diminuição da EI. A configuração eletrônica também influência na 1ª, 2ª e 3ª EI. Os elementos do 1º grupo têm menor EI, os do 2º grupo têm a segunda EI menor e os do 3º grupo (grupo 13) têm terceira menor EI. Isso explica o motivo de os metais alcalinos terem a tendencia de formarem cátions +1, os metais alcalinos terrosos formarem cátions +2 e os elementos do grupo 13 formarem cátions +3. Ao descer nos grupos da tabela periódica tem-se a tendencia de diminuir a EI, mas do alumínio para o gálio isso não é observado. Isso ocorre devido a presença de elétrons nos orbitais d no átomo de gálio. Como os orbitais d possuem menos poder de blindar a carga de atração que vem do núcleo, os elétrons mais externos são mais atraídos pelo aumento da Zef e isso faz com que seja necessária mais energia para retirar esse elétron, aumentando a EI. Afinidade eletrônica A afinidade eletrônica (AE) mede a facilidade de um átomo receber um elétron. A afinidade eletrônica é a energia envolvida na reação de 1 mol de átomos no estado gasoso com 1 mol de elétrons: M(g) + 1e- → M- (g) A AE é chamada de entalpia de ganho de ganho de elétron (∆Hge). Aqui, será discutida como o oposto (AE = - ∆Hge). O ganho de elétrons pode ser positivo ou negativo. Valores positivos significam liberação de energia ao se ganhar um elétron. Valores negativos significa que há absorção de energia ao se ganhar um elétron. Três parâmetros influenciam na AE, a configuração eletrônica, a Zef e o raio atômico. Na configuração eletrônica, para orbitais degenerados, haverá um custo adicional de energia se a distribuição eletrônica não for simétrica. Quanto maior for o valor da Zef maior será a atração do núcleo pelo elétron que irá entrar e maior o valor de AE. Um raio atômico pequeno dificultara a entrada de um elétron devido a repulsão elétron-elétron, mas um raio atômico maior permitirá a entrada do elétron com mais facilidade devido a fraca repulsão entre os elétrons e um aumento na AE. No período, a tendência geral é o aumento da AE, mas os grupos 2, 15 e 18 apresenta algumas exceções. A explicação para essas exceções está na quebra de simetria dos orbitais degenerados ao se adicionar mais um elétron, o que é desfavorável energeticamente. Outra exceção é ao descer no grupo 17, do flúor para o Cloro, se esperaria uma diminuição da AE, mas não é isso que ocorre. Por mais que a Zef do flúor seja maior, ele também apresenta uma repulsão entre os elétrons muito maior devido o seu D is p o n ív el e m :< h tt p s: // ap p .e st u d a. co m /q u es to es /? id = 1 29 41 8> . A ce ss o e m 2 6 d e ju n h o d e 20 2 4. Cavalcante, D. U. R. pequeno raio. Já o cloro possui um raio maior que acomoda melhor mais um elétron e esse é o fator determinante no aumento da AE. Eletronegatividade A eletronegatividade (ꭓ) é a propriedade que representa a força de atração de um átomo pelos elétrons de uma ligação e está relacionada com a EI (não perde elétrons com facilidade) e AE (aceita elétrons com facilidade). Não existe uma medida experimental para à ꭓ, mas tem-se definições teóricas como a proposta por Mulliken (ꭓ = EI+AE/2), porém a escala de ꭓ de Pauling é um pouco mais coerentes. Referências RODRIGO. Química Inorgânica. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Rio de Janeiro – Campus Maracanã. Rio de Janeiro, 2009. Disponível em:< https://www.docsity.com/pt/quimica- inorganica-apostilas-farmacia- parte1/300165/>. Acesso em 25 de junho de 2024. WELLER, M. et al. Química Inorgânica. 6ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. D isp o n ível em :< h tt p s://w w w .resp o n d eai.co m .b r/co n t eu d o /q u im ica/tab e la-p e rio d ica/afi n id ad e - eletro n ica-e-eletro n e gati vid ad e/1 1 7 7 >. A ceso em 2 6 d e ju n h o de 2 0 2 4 .