Notificações
Você não tem notificações no momento.
Whatsapp icon Whatsapp
Copy icon

Raio atômico

O raio atômico é a distância do núcleo até a camada eletrônica mais externa de um átomo, que diminui ao longo de um período e aumenta ao longo de um grupo na tabela periódica.

Círculo azul representando o raio atômico.
Raio atômico.
Crédito da Imagem: shutterstock
Imprimir
Texto:
A+
A-
Ouça o texto abaixo!

PUBLICIDADE

O raio atômico é uma medida que descreve o tamanho de um átomo neutro. Refere-se à distância do núcleo até a camada mais externa de elétrons. O conceito de raio atômico teve sua origem no início do século XX, com os avanços da física quântica e a compreensão cada vez maior da estrutura atômica. Nesse sentido, o químico inglês Henry Moseley, em 1913, realizou experimentos que demonstraram a relação entre o número atômico (número de prótons no núcleo) e as propriedades dos elementos, fornecendo uma base mais sólida para a organização da tabela periódica.

Compreender o raio atômico é importante para diversas aplicações na química, incluindo a previsão de reações químicas e a compreensão das propriedades físicas dos elementos. Por exemplo, elementos com raios atômicos menores tendem a formar ligações mais fortes, enquanto aqueles com raios maiores são mais propensos a participar de reações que envolvem a transferência de elétrons. Desse modo, compreender esse assunto proporciona uma base sólida para explorar e manipular a química dos materiais.

Leia também: Eletronegatividade — outra propriedade periódica dos elementos químicos

Tópicos deste artigo

Resumo sobre raio atômico

  • Raio atômico é a medida do tamanho de um átomo neutro, definida como a distância do núcleo até a camada mais externa de elétrons.

  • Na tabela periódica, o raio atômico aumenta de cima para baixo em um grupo e diminui da esquerda para a direita em um período.

  • O cálculo do raio atômico é geralmente feito de forma indireta, usando difração de raios X, dados espectroscópicos ou cálculos teóricos de mecânica quântica.

  • O elemento com o menor raio atômico é o hélio.

  • O elemento com o maior raio atômico é o frâncio.

  • Raio iônico refere-se ao tamanho de um íon, que é um átomo que ganhou ou perdeu elétrons.

  • Quando um átomo perde elétrons e se torna um cátion, seu raio iônico é menor que o raio atômico original.

  • Quando um átomo ganha elétrons e se torna um ânion, seu raio iônico é maior que o raio atômico original.

Videoaula sobre raio atômico

O que é raio atômico?

O raio atômico é uma medida do tamanho de um átomo neutro, geralmente definido como a distância do núcleo do átomo até a camada mais externa de elétrons.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Variação do raio atômico na tabela periódica

A variação do raio atômico na tabela periódica ocorre de maneira previsível, ou seja, trata-se de uma propriedade periódica. Nesse sentido, ao seguir de cima para baixo em um grupo (coluna), o raio atômico aumenta porque novos níveis de energia (camadas eletrônicas) são adicionados, fazendo com que os elétrons fiquem mais distantes do núcleo.

Por outro lado, da esquerda para a direita em um período (linha), o raio atômico diminui porque o número de prótons no núcleo aumenta, o que atrai os elétrons mais fortemente e puxa-os para mais perto do núcleo. Sendo assim, o tamanho do átomo diminui ao longo de um período, conforme é indicado na imagem abaixo:

Variação do raio atômico na Tabela Periódica.
Variação do raio atômico na Tabela Periódica

Para fins de comparação, veja os raios atômicos dos elementos representativos (família 1A – 7A) dispostos abaixo. Perceba que eles obedecem a uma sequência, aumentando de cima para baixo e da direita para a esquerda.

Exemplo de variação do raio atômico na família 1A – 7A.
Exemplo de variação do raio atômico na família 1A – 7A.

Como calcular o raio atômico?

Calcular o raio atômico diretamente é bem complicado devido à natureza quântica dos elétrons que não orbitam o núcleo em trajetórias fixas. Em vez disso, o raio atômico é geralmente determinado de forma indireta. Por exemplo, uma abordagem comum é usar dados experimentais de difração de raios X ou medições espectroscópicas para determinar as distâncias entre núcleos de átomos em uma molécula ou em um cristal. Sendo assim, o raio atômico é então estimado como metade da distância entre os núcleos de dois átomos adjacentes conforme ilustrado a seguir.

Distância do raio atômico representada por dois círculos.
Distância do raio atômico representada por dois círculos.

Além disso, métodos de mecânica quântica possibilitam estimar a distribuição de densidade eletrônica ao redor do núcleo e, a partir disso, determinar o tamanho do átomo. Portanto, cabe ressaltar que esses métodos permitem obter valores precisos do raio atômico, que podem variar dependendo do ambiente químico e das interações entre átomos.

Veja também: Quais são as famílias da Tabela Periódica?

Qual o elemento com o menor raio atômico?

O elemento com o menor raio atômico é o hélio (He), o qual está localizado no canto superior direito da tabela periódica, no grupo dos gases nobres. Apesar de o hidrogênio estar na mesma linha e ter apenas um próton, o hélio tem uma carga nuclear maior (dois prótons) e ainda só possui duas camadas eletrônicas. Isso faz com que os elétrons do hélio sejam atraídos mais fortemente para o núcleo, resultando em um raio atômico menor em relação aos outros elementos.

Qual o elemento com o maior raio atômico?

Já o elemento com o maior raio atômico é o frâncio (Fr), porquanto está localizado no canto inferior esquerdo da tabela periódica, no grupo dos metais alcalinos, ou seja, tem muitos níveis de energia, o que significa que seus elétrons estão distribuídos em várias camadas eletrônicas. Logo, isso faz com que a camada mais externa de elétrons esteja muito distante do núcleo, resultando em um raio atômico maior comparado aos demais elementos.

Saiba mais: Qual é a estrutura de um átomo?

Diferença entre raio atômico e raio iônico

O raio iônico, assim como o raio atômico, estima tamanhos, mas com algumas diferenças importantes. O raio atômico descreve o tamanho de um átomo neutro, enquanto o raio iônico refere-se ao tamanho de um íon, e essas medidas podem variar significativamente devido às mudanças na carga elétrica e na distribuição dos elétrons. Nesse último caso temos duas possibilidades:

  • Quando um átomo perde elétrons e se torna um cátion (íon positivo), seu raio iônico é menor que o raio atômico original, pois a perda de elétrons reduz a repulsão entre eles, permitindo que os restantes sejam puxados mais perto do núcleo.

  • Em contrapartida, quando um átomo ganha elétrons e se torna um ânion (íon negativo), seu raio iônico é maior que o raio atômico original, pois a adição de elétrons aumenta a repulsão entre eles, fazendo com que se espalhem mais, conforme a ilustração abaixo para cada caso:

Ilustração da diferença entre raio atômico e raio iônico.
Ilustração da diferença entre raio atômico e raio iônico.

Exercícios resolvidos sobre raio atômico

1ª) (Udesc) De acordo com as propriedades periódicas dos elementos químicos, analise as proposições abaixo.

I. O tamanho do raio atômico dos elementos químicos cresce da direita para a esquerda nos periódicos e cresce de cima para baixo nos grupos.

II. O tamanho do raio atômico dos elementos químicos cresce da esquerda para direita nos periódicos, assim como a eletropositividade.

III. O iodo apresenta raio atômico menor do que o cloro.

IV. O nitrogênio apresenta raio atômico maior do que o flúor.

Analise a alternativa correta.

  1. Somente a afirmativa I é verdadeira.

  2. Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

  3. Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.

  4. Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.

  5. Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.

Gabarito: d

Os itens I e II se contrastam no que tange a periodicidade do raio atômico, sendo verdadeiro apenas o item I, pois na tabela periódica, da direita para a esquerda e de cima para baixo, há um aumento no número de camadas eletrônicas e o maior distanciamento da camada mais externa do núcleo atômico, tornando-a menos propensa aos efeitos da carga nuclear efetiva. Consequentemente o raio atômico será maior.

Ao verificarmos na tabela, percebe-se que o iodo está abaixo do cloro e, por isso, tem raio atômico maior. Sendo assim, o item III está errado. Por outro lado, o item IV está correto. O nitrogênio possui raio atômico maior, pois se encontra mais à esquerda no mesmo período que o flúor.

2ª) (UFGD) O raio iônico é o raio de um cátion ou de um ânion. Quando um átomo neutro se converte em um íon, espera-se uma mudança no seu tamanho. Em relação ao raio iônico, leia as seguintes afirmações.

  1. O raio do Li+ é menor do que o raio do Li, pois o primeiro apresenta um elétron a menos.

  2. Os íons Na+, Fe Mg²+ têm a mesma configuração eletrônica, porém seus raios são diferentes porque eles têm diferentes números atômicos.

  3. O raio dos ânions é maior do que o raio dos átomos originais devido ao aumento do número de elétrons na camada de valência dos ânions e aos efeitos de repulsão que os elétrons exercem uns sobre os outros.

  4. O raio iônico diminui de cima para baixo em um mesmo grupo na tabela periódica devido ao aumento sucessivo do número de camadas eletrônicas.

Estão corretas as afirmações em

  1. I e II, apenas.

  2. I, II e III, apenas.

  3. II e III, apenas.

  4. II e IV, apenas.

  5. I e IV, apenas.

Gabarito: b

Vamos analisar cada item separadamente:

I - Está correto, pois ao remover um elétron de um átomo neutro, o raio atômico diminui.

II - Devemos verificar as configurações eletrônicas:

sódio neutro: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. Ao perder um elétron para se tornar Na⁺, fica: 1s² 2s² 2p⁶.

flúor neutro: 1s² 2s² 2p⁵. Ao ganhar um elétron para se tornar F⁻, fica: 1s² 2s² 2p⁶.

magnésio neutro: 1s² 2s² 2p⁶ 3s². Ao perder dois elétrons para se tornar Mg²⁺, fica: 1s² 2s² 2p⁶.

De fato, eles possuem a mesma configuração eletrônica, mas seus números de prótons são diferentes. O que significa que o tamanho dos raios atômicos também será distinto. (correto)

III – Correto, é exatamente o que acontece.

IV – O raio iônico diminui aumenta de cima para baixo em um mesmo grupo na tabela periódica devido ao aumento sucessivo do número de camadas eletrônicas. (errado)

Fontes

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. A periodicidade. In: Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. p. 51–60.

L. BROWN, T. et al. Tamanho de átomos e íons. In: Química: a ciência central. 13. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil., 2016. p. 276–278.

RAHM, M.; HOFFMANN, R.; ASHCROFT, N. W. Atomic and Ionic Radii of Elements 1–96. Chemistry - A European Journal, v. 22, n. 41, p. 14625–14632, 2016.

WELLER, M. et al. Raios atômicos e iônicos. In: Química Inorgânica. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. p. 22–25. 

Escritor do artigo
Escrito por: Jhonilson Pereira Gonçalves Graduado em ciências licenciatura/química (UEMA), mestre em química (UFMA) e pós-graduado em metodologia do ensino de física e química. Possui experiência na área da educação como professor do ensino fundamental ao superior.

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

GONçALVES, Jhonilson Pereira. "Raio atômico"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/raio-atomico.htm. Acesso em 09 de outubro de 2024.

De estudante para estudante


Videoaulas


Artigos Relacionados


Distribuição eletrônica

Entenda como é feita a distribuição eletrônica e confira exemplos.
Química

Elemento químico

Visto que tudo no universo é composto por diferentes tipos de elementos químicos, é necessário saber o que eles são. Confira!
Química

Eletroafinidade ou Afinidade Eletrônica

Entenda o que é a propriedade periódica da eletroafinidade e qual é o seu comportamento ao longo da Tabela Periódica.
Química

Eletronegatividade

Acesse o texto para saber o que é eletronegatividade, como ela varia na Tabela Periódica e como se difere da eletropositividade. Resolva alguns exercícios.
Química

Eletropositividade

Explicação sobre a eletropositividade, uma propriedade periódica dos elementos químicos.
Química

Energia de Ionização

Entenda quais são os fatores envolvidos na energia que se precisa fornecer para retirar um elétron de um átomo isolado gasoso, que é denominada energia de ionização.
Química

Número atômico

Clique aqui e entenda o que é número atômico. Saiba para que ele serve, descubra como calculá-lo e conheça sua importância.
Química

Organização da Tabela Periódica

Quais os critérios usados para montar a Estrutura da tabela.
Química

Propriedades periódicas

Conheça as principais propriedades periódicas dos elementos, como raio atômico, energia de ionização e afinidade eletrônica. Depois, treine com exercícios.
Química

Raio iônico

Conheça os fatores que determinam o raio iônico, isto é, o tamanho de um íon.
Química