Por que os raios atômicos diminuem indo do canto inferior esquerdo para o canto superior direito da tabela periódica?

Duas tendências separadas estão ocorrendo.


CARGA NUCLEAR EFICAZ (ESQUERDA / DIREITA)

Ao longo de um período, o número de prótons e elétrons aumenta em #1# para cada elemento à medida que avançamos da esquerda para a direita. isto aparece como se nenhuma força atrativa líquida fosse alcançada.

No entanto, o elétron adicionado apresenta um pouco de blindagem; cada elétron pode efetivamente bloquear os outros do núcleo positivo. Isso significa um efetivamente menos a carga negativa interage com o núcleo com carga positiva, ou seja, a carga líquida de elétrons aumenta mais lentamente que a carga nuclear líquida.

Portanto, a atração nuclear se torna maior da esquerda para a direita e os elétrons são puxados com mais facilidade.

Dizemos que o carga nuclear efetiva aumenta da esquerda para a direita a tabela periódica para a mesma linha.

http://classconnection.s3.amazonaws.com/

Calculamos a carga nuclear efetiva da seguinte forma:

#bb(Z_(eff) = Z - S)#

where #Z_(eff)# is the effective nuclear charge, #Z# is the atomic number, and #S# is the shielding constant.

https://upload.wikimedia.org/

Por definição:

  • #Z_(eff)# é o atração média do (s) elétron (s) ao (s) próton (s) depois de levar em consideração o movimento rápido dos elétrons e o parede dos elétrons do núcleo entre o núcleo e o elétron de valência em questão.
  • #Z# corresponde ao número de prótons.
  • #S# é um valor baseado em grau de "blindagem" do elétrons de valência do núcleo carregado positivamente. Para química geral, aproximamos #S# como o número de elétrons do núcleo.

Por exemplo, comparando #"Mg"# e #"F"#:

#Z_(eff,Mg) ~~ 12 - (stackrel("1s electrons")overbrace(2) + stackrel("2s electrons")overbrace(2) + stackrel("2p electrons")overbrace(6)) = 2#

#Z_(eff,F) ~~ 9 - (stackrel("1s electrons")overbrace(2)) = 7#

e nós temos isso #Z_(eff,F) > Z_(eff,Mg)#, então o raio atômico de #"F"# (#"42 pm"#) é menor que o de #"Mg"# (#"145 pm"#) A grande diferença também se deve a ter mais um nível quântico.

Como regra geral, então (além dos metais de transição), como #Z_(eff)# aumenta, raios atômicos diminuem. Assim, desde #Z_(eff)# aumenta da esquerda para a direita, os raios atômicos diminuem da esquerda para a direita.

NÍVEIS QUANTUM (PARA CIMA / PARA BAIXO)

Esta é uma explicação mais simples. Cada linha da tabela periódica corresponde a um novo nível quântico, indicado pelo número quântico principal #n#.

https://kaiserscience.files.wordpress.com/

Cada nível quântico está mais distante do núcleo do que o anterior e tem maior energia. Por exemplo, é por isso que o #3s# orbital é maior que o #2s# orbital --- porque #n = 3# é mais alto em energia e mais distante do núcleo do que #n = 2#.

Portanto, um elemento no mesma coluna mas um nova linha é automaticamente Maior, porque tem outro nível quântico.

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