Principal diferença - raio atômico vs raio iônico

Os átomos são os blocos de construção da matéria. Toda matéria é composta de átomos. Esses átomos podem ser convertidos em íons pela adição de um ou mais elétrons de fora. Como átomos e íons são estruturas 3D circulares, podemos medir o raio de um átomo ou íon. Mas não é uma tarefa fácil de fazer. Porque um átomo ou íon é composto de elétrons que estão em movimento. O raio atômico é a distância entre o núcleo de um átomo e o limite de sua nuvem de elétrons. O raio iônico é o raio do íon de um átomo. O raio de um íon pode ser maior ou menor que o raio de um átomo, dependendo da carga elétrica do íon. A principal diferença entre o raio atômico e o raio iônico é esse raio atômico é o raio de um átomo neutro, enquanto o raio iônico é o raio de um átomo eletricamente carregado.

Principais áreas cobertas

1. O que é raio atômico - Definição, Tendências na Tabela Periódica 2. O que é raio iônico - Definição, Tendências na Tabela Periódica 3. Qual é a diferença entre o raio atômico e o raio iônico - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: raio atômico, átomos, camada de elétrons, raio iônico, íons

O que é raio atômico

O raio atômico é a distância do núcleo de um átomo até sua fronteira com a nuvem de elétrons. Em outras palavras, é a distância do núcleo ao elétron mais distante que pertence a esse átomo. O raio atômico pode ser definido apenas para átomos isolados e neutros.

Ao considerar a tabela periódica dos elementos, há um padrão do raio atômico dos elementos. Ao longo de um período da tabela periódica, o número atômico é gradualmente diminuído. Os elementos no mesmo período têm o mesmo número de camadas de elétrons. Se o número de elétrons presentes for maior, a atração entre os elétrons e o núcleo também é alta. No início do período, há um menor número de elétrons presentes no orbital mais externo. Então a atração do núcleo é menor. Portanto, o átomo é grande e o raio atômico também é grande. Mas ao se mover ao longo de um período, o número de prótons no núcleo aumenta junto com o número de elétrons presentes no átomo. Portanto, a força de atração entre os elétrons e o núcleo é alta. Isso faz com que o tamanho do átomo diminua; então o raio atômico é reduzido. Da mesma forma, ao se mover ao longo de um período, o tamanho do átomo diminui gradualmente, assim como o raio atômico.

Figura 1: Comparação de tamanhos atômicos

Ao mover para baixo um grupo da tabela periódica de elementos, o raio atômico é aumentado. Após cada período, mais uma camada de elétrons é adicionada ao átomo. Portanto, ao descer no grupo, o tamanho do átomo é aumentado. O raio atômico também é aumentado.

Mas nos elementos do bloco d, não há maior diferença entre os raios atômicos dos átomos de dois elementos adjacentes no mesmo período. Isso ocorre porque os elétrons aqui são adicionados ao mesmo orbital d que está localizado como um orbital interno. Visto que a camada mais externa permanece constante, os raios atômicos desses elementos não apresentam diferenças consideráveis.

O que é raio iônico

O raio iônico é o raio do íon de um átomo. Íons não podem existir sozinhos. Se for um íon carregado positivamente, ele reagirá com um íon carregado negativamente (ou o oposto) e se tornará um composto neutro estável. Este composto é chamado de composto iônico porque é feito de componentes iônicos. Um composto iônico é composto de cátions e ânions. O cátion é menor em tamanho porque um cátion é formado pela remoção de um ou mais elétrons de um átomo. O ânion é grande porque possui elétrons extras que são repelidos pelo núcleo, resultando no aumento da distância entre o núcleo e o elétron mais distante da nuvem de elétrons.

A maneira mais precisa de encontrar o raio iônico é dividir a distância entre dois núcleos de dois íons de acordo com seus tamanhos. Por exemplo, se um composto iônico é composto por um cátion e um ânion de tamanho atômico três vezes maior, a distância entre os dois núcleos deve ser dividida por 4 para se obter o raio do cátion.

Figura 2: Raios atômicos e iônicos de alguns elementos

Os íons de um mesmo elemento químico podem ser encontrados em diferentes tamanhos de acordo com suas cargas elétricas. O método mais comum para encontrar o raio iônico é a cristalografia de raios-X. Da mesma forma que no raio atômico, o raio iônico também apresenta tendências na tabela periódica. À medida que descemos um grupo na tabela periódica, o raio iônico é aumentado. Isso ocorre porque uma nova camada de elétrons é adicionada a cada período quando descemos um grupo. Ao longo de um período, o raio iônico é diminuído devido à atração positiva efetiva do núcleo ser aumentada gradualmente.

Diferença entre o raio atômico e o raio iônico

Definição

Raio atômico: O raio atômico é o raio de um átomo neutro.

Raio Iônico: O raio iônico é o raio do íon de um átomo.

Cálculo

Raio atômico: O raio atômico pode ser calculado como a distância do núcleo de um átomo até seu limite na nuvem de elétrons.

Raio Iônico: O raio iônico pode ser calculado dividindo a distância entre dois núcleos de dois íons de acordo com seus tamanhos.

Tamanhos

Raio atômico: Átomos neutros do mesmo elemento têm o mesmo tamanho, então o raio atômico é igual um ao outro.

Raio Iônico: Os cátions têm um raio atômico menor do que os ânions.

Determinação

Raio atômico: O raio atômico é determinado considerando átomos gasosos neutros de elementos químicos.

Raio Iônico: O raio iônico é determinado considerando cátions e ânions que estão em uma ligação iônica (em compostos iônicos).

Conclusão

O raio atômico e o raio iônico de elementos químicos apresentam tendências na tabela periódica dos elementos. O aumento ou diminuição dos tamanhos atômicos ou iônicos ao longo de um período ou abaixo de um grupo da tabela periódica pode ser explicado usando as configurações eletrônicas dos elementos. No entanto, existem diferenças consideráveis ​​entre o raio atômico e o raio iônico. A principal diferença entre o raio atômico e o raio iônico é que o raio atômico é o raio de um átomo neutro, enquanto o raio iônico é o raio de um átomo eletricamente carregado.

Referências:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Veja o que as tendências de raio iônico seguem na tabela periódica.” ThoughtCo, disponível aqui. Acessado em 21 de setembro de 2017. 2. Libretexts. “Atomic Radii.” Chemistry LibreTexts, Libretexts, 7 de setembro de 2017, disponível aqui. Acessado em 21 de setembro de 2017.

Cortesia de imagem:

1. "Raios atômicos e iônicos" Por Popnose - Trabalho próprio (raios iônicos de RD Shannon (1976). "Raios iônicos efetivos revisados ​​e estudos sistemáticos de distâncias interatômicas em halogenetos e calcogenetos". Acta Cryst A32: 751-767. DOI: 10.1107 / S0567739476001551.) (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. ”Tamanhos atômicos comparativos” Por CK-12 Foundation (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia