3.1 Radio atómico

¿Pero se puede hablar del radio de los átomos? Ya has visto que no, de acuerdo con el principio de indeterminación: siempre hay una cierta probabilidad de que el último electrón de un átomo se encuentre fuera de la zona límite del 99%, que es la que se representa habitualmente.

Para disponer de una medida del tamaño de los átomos, se hace la suposición de que cuando se unen dos átomos compartiendo electrones (mediante enlace covalente), son dos esferas que quedan superpuestas en parte. Así, cuando se mide la distancia de enlace entre dos átomos de hidrógeno en la molécula de hidrógeno, ese valor es el doble del radio atómico.

El radio atómico se define como la mitad de la distancia entre dos núcleos del elemento unidos por enlace covalente puro.

En realidad, un átomo libre es más grande que el mismo átomo unido, ya que sus electrones están más "concentrados" en el espacio cuando están unidos a otro átomo. Por ejemplo, el radio atómico del hidrógeno es de 0,30 angstroms, cuando la distancia a la que es más probable que se encuentre el electrón en el átomo de hidrógeno sin enlazar es de 0,53 angstroms.

Utilizando esté método, el radio atómico del H es de 0,30 angstroms y el del Cl de 0,99. Si el método es coherente, la distancia experimental de enlace debe ser de 0,30 + 0,99 angstroms: la coincidencia de valores es prácticamente total, ya que el valor experimental es de 1,27 angstroms).

De una forma similar se puede definir el radio de los átomos de los átomos de los metales, a partir de las distancias entre los átomos en las redes metálicas.

Imagen 9 Elaboración propia

Imagen 10 Elaboración propia

Observa la siguiente imagen. ¿Por qué aumenta la secuencia de radios atómicos de Li, Na, K, Rb y Cs? Los elementos alcalinos tienen todos un electrón en la capa más externa, pero en el litio es la segunda, en el sodio la tercera, en el potasio la cuarta, y así sucesivamente. Como la estructura electrónica es la misma pero en una capa cada vez de mayor tamaño (¡aumenta el número cuántico principal n!), el átomo va siendo cada vez más grande.

¿Y qué sucede en los periodos? Fíjate en que el tamaño disminuye al ir de litio a flúor, y de sodio a cloro, de potasio a bromo, etc. El electrón que diferencia un átomo de otro (berilio de litio, magnesio de sodio, etc) se coloca en la misma capa y aumenta la carga nuclear, con lo que se produce un efecto de contracción de la nube electrónica que justifica la disminución experimental de tamaño.

Imagen 11 Elaboración propia
Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

¿Por qué no aparecen los gases nobles en la gráfica?


Icono de IDevice de pregunta AV - Pregunta de Elección Múltiple
Los radios covalentes de flúor, bromo y yodo medidos en angstroms son, respectivamente,
  
0,64, 1,14 y 1,33.
1,14, 1,33 y 0,64.
1,33, 0,64 y 1,14.
0,64, 1,33 y 1,14.