Por Kevin Beck | Atualizado em 24 de março de 2022

Os átomos são as menores unidades de matéria que retêm a identidade de um elemento. Embora um tijolo de ouro de meio quilo possa ser subdividido em fragmentos cada vez mais pequenos, o constituinte final é o próprio átomo de ouro – uma entidade que é ao mesmo tempo imensamente pequena e notavelmente bem compreendida.

O que constitui um átomo

Cada átomo contém pelo menos um próton em seu núcleo; a contagem de prótons, ou número atômico, identifica exclusivamente o elemento. Em um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons, e a maioria dos elementos também contém nêutrons – partículas neutras que adicionam massa sem alterar a carga. Variantes com diferentes contagens de nêutrons são conhecidas como isótopos .

Prótons e nêutrons formam um núcleo compacto, enquanto os elétrons ocupam orbitais circundantes que estão muitas vezes mais distantes do núcleo do que o próprio núcleo.

Forças que moldam o tamanho atômico

O raio atômico é definido como a distância do centro do núcleo ao orbital do elétron mais externo. Este raio é em grande parte determinado pelo equilíbrio entre a carga nuclear (que puxa os elétrons para dentro) e a repulsão elétron-elétron que os empurra para fora.

Ao longo de um período, à medida que o número atômico aumenta, os prótons adicionados aumentam a atração nuclear. Como os elétrons são adicionados à mesma camada, o raio normalmente diminui até que um gás nobre seja alcançado. Quando o próximo período começa, uma nova camada de elétrons é introduzida, causando um aumento repentino no raio, seguido por uma diminuição gradual novamente à medida que o período avança.

Dimensionando o Núcleo Atômico

Ao contrário do raio externo, o núcleo é uniformemente pequeno – cerca de 1×10⁻¹⁵m de diâmetro para todos os elementos. Em contraste, o electrão mais exterior num átomo típico estaria a cerca de 100 m do núcleo se o átomo fosse ampliado para o tamanho de um estádio de futebol.

Estimando raios atômicos

Embora não exista uma fórmula única que se aplique a todos os átomos, os químicos muitas vezes estimam os raios covalentes medindo a distância entre os núcleos de uma molécula ligada e reduzindo esse valor pela metade. Por exemplo, se o cálcio tem um raio conhecido de 178pm e o comprimento da ligação Ca-Se no seleneto de cálcio é 278pm, o raio do selênio pode ser aproximado como 100pm.

Raio atômico na tabela periódica

O gráfico a seguir (consulte IUPAC ) lista os raios aproximados para os primeiros 86 elementos, variando de cerca de 40pm para o hidrogênio a 240pm para o césio.

A compreensão dessas dimensões ajuda os cientistas a prever o comportamento químico, projetar novos materiais e explicar as propriedades físicas da matéria.