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O raio atômico de um elemento é a distância do núcleo aos elétrons mais externos (valência). Este raio muda de forma previsível ao longo da tabela periódica, impulsionado pela interação entre a carga positiva do núcleo e os eletrões circundantes.

Níveis de energia e subníveis

Os elétrons orbitam o núcleo em níveis de energia discretos. Cada nível contém subcamadas – s, p, d, f – que podem conter um número fixo de orbitais e, conseqüentemente, um número máximo fixo de elétrons. Quando uma subcamada é preenchida, elétrons adicionais devem ocupar orbitais no próximo nível de energia superior. Quanto maior o nível de energia, mais longe seus elétrons ficam do núcleo.

Tendências ao longo de um período

Movendo-se da esquerda para a direita ao longo de um período de grupo principal, os raios atômicos diminuem constantemente enquanto a contagem de elétrons de valência aumenta. A razão é uma carga nuclear líquida crescente que aproxima os elétrons de valência existentes, sem adicionar um novo nível de energia. O ligeiro desvio observado nos metais de transição decorre de suas subcamadas d parcialmente preenchidas, que reduzem a atração efetiva dos elétrons externos.

Blindagem e Carga Nuclear Efetiva

A blindagem ocorre quando os elétrons internos neutralizam parcialmente a carga positiva do núcleo. A carga nuclear “efetiva” restante é aquela que os elétrons de valência sentem. Ao longo de um período, o número de elétrons internos permanece constante enquanto a carga nuclear aumenta, de modo que a carga efetiva aumenta, estreitando a nuvem de elétrons e diminuindo o raio.

Tendências de um grupo

Descendo um grupo, os elétrons de valência ocupam níveis de energia sucessivamente mais elevados. Embora a contagem de elétrons de valência permaneça a mesma, as camadas adicionais empurram os elétrons externos para mais longe do núcleo. O aumento do número de prótons é contrabalançado pela blindagem extra dos elétrons internos, resultando em um aumento líquido no raio atômico.