¿Por qué los radios atómicos disminuyen yendo desde la parte inferior izquierda a la esquina superior derecha de la tabla periódica?

Están ocurriendo dos tendencias separadas.


CARGA NUCLEAR EFECTIVA (IZQUIERDA / DERECHA)

A lo largo de un período, el número de protones y electrones aumentan en #1# para cada elemento a medida que nos movemos de izquierda a derecha. Eso aparece como si no se lograra una fuerza de atracción neta.

Sin embargo, el electrón agregado presenta un poco de blindaje; cada electrón puede bloquear efectivamente a los demás del núcleo positivo. Eso significa un efectivamente menos la carga negativa interactúa con el núcleo cargado positivamente, es decir, la carga neta de electrones aumenta más lentamente que la carga nuclear neta.

Entonces, la atracción nuclear se hace más grande de izquierda a derecha, y los electrones son atraídos más fácilmente.

Decimos que el carga nuclear efectiva aumenta de izquierda a derecha en la tabla periodica por la misma fila

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

Calculamos la carga nuclear efectiva de la siguiente manera:

#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 definición:

  • #Z_(eff)# es el Atracción promedio de los electrones al protón (s) después de tener en cuenta el movimiento rápido de los electrones y la pared de electrones centrales entre el núcleo y el electrón de valencia en cuestión.
  • #Z# corresponde a la cantidad de protones.
  • #S# es un valor basado en grado de "blindaje" de los electrones de valencia del núcleo cargado positivamente. Para química general, aproximamos #S# como el cantidad de electrones centrales.

Por ejemplo, comparando #"Mg"# y #"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#

y tenemos eso #Z_(eff,F) > Z_(eff,Mg)#, entonces el radio atómico de #"F"# (#"42 pm"#) es más pequeño que el de #"Mg"# (#"145 pm"#) La gran diferencia también se debe a tener un nivel cuántico más.

Como regla general entonces (además de los metales de transición), como #Z_(eff)# aumenta, los radios atómicos disminuyen. Por lo tanto, desde #Z_(eff)# aumenta de izquierda a derecha, los radios atómicos disminuyen de izquierda a derecha.

NIVELES CUÁNTICOS (ARRIBA / ABAJO)

Esta es una explicación más simple. Cada fila de la tabla periódica corresponde a un nuevo nivel cuántico, denotado por el número cuántico principal #n#.

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Cada nivel cuántico está más alejado del núcleo que el anterior y tiene mayor energía. Por ejemplo, por eso el #3s# orbital es más grande que el #2s# orbital --- porque #n = 3# tiene mayor energía y está más alejado del núcleo que #n = 2#.

Por lo tanto, un elemento en el misma columna pero una nueva fila es automáticamente mayores, porque tiene otro nivel cuántico.


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