# Raio atómico

O raio atômico ou raio atómico é uma estimativa de distância do núcleo à última camada eletrônica. Ao contrário do que se poderia pensar, o raio atômico não depende apenas do peso do átomo e/ou da quantidade de elétrons presentes na eletrosfera, sendo fortemente influenciado pela carga nuclear efetiva (Z$_{ef}$) de cada elemento.
Numa explicação simplificada, o raio atômico é a distância entre o centro do átomo e a sua camada de valência, que é o nível de energia com elétrons mais externo deste átomo. Como consequência do átomo não ser rígido é impossível calcular o seu raio atômico exato. Deste modo, calcula-se o seu raio atômico médio.
Devido a dificuldade em obter-se o raio de átomos isolados determina-se (através de raio X) a distância entre os núcleos de dois átomos ligados do mesmo elemento, no estado gasoso. O raio atômico será metade da distância calculada.

## Tendências Periódicas nos Raios Atômicos

* Ao descermos nos grupos da tabela periódica, o número atômico (Z) cresce. Isto resulta basicamente do aumento do número quântico principal (n) dos elétrons mais externos, consequentemente aumentando o número de camadas e a distância entre o núcleo e a camada eletrônica mais externa, resultando no aumento do tamanho do átomo;
* Deslocando-se da esquerda para direita em um mesmo período da tabela periódica, observamos a diminuição do raio atômico. Esta tendência ocorre devido ao aumento da carga nuclear efetiva (Z$_{ef}$) à medida que nos deslocamos no período. O aumento da quantidade de prótons no núcleo resulta em um aumento da carga nuclear efetiva, atraindo os elétrons(inclusive os mais externos) aproximando-os do núcleo, resultando assim na redução do raio atômico.

## Propriedades

Os núcleos atômicos encontram-se, em condições normais, no seu estado fundamental. Algumas propriedades observáveis podem ser extraídas desses núcleos. O raio nuclear é uma das propriedades mais fáceis de observar e pode ser obtido a partir de experiências de dispersão como as realizadas por Rutherford. Como base nessas experiências, percebeu-se que era uma boa aproximação considerar o raio nuclear R como relacionado à massa nuclear pela expressão
$R=r_{0}A^{1/3}$
Onde $\scriptstyle r_{0}=(1.2\pm 0.1)\times 10^{-15}\;m$. O raio nuclear determina a forma da distribuição angular, a partir da qual se pode então calculá-lo.

## Partículas Alfa

Uma experiência de espalhamento elástico envolvendo núcleos pesados foi feita em 1954 por Farwell e Wegner. Com energia intermediária de 13 a 43 MeV usando um cíclotron de 60 polegadas.
O resultado obtido envolvendo uma amostra de Pb (chumbo) a 60º esta reproduzido na figura. A curva de Coulomb corrigida está normalizada pelos dados experimentais de baixa energia. Esta curva segue aproximadamente a dependência com o inverso do quadrado da seção de choque de Coulomb (Rutherford) com a energia, mas está levemente alterada a fim de levar em conta pequenas variações do ângulo de espalhamento com a energia devido ao campo magnético do cíclotron.
Em baixas energias observa-se a teoria do espalhamento de Rutherford correta; porém, a partir de energias por volta de 27 MeV, com o aumento da energia de partícula alfa, a seção do choque cai rapidamente, obrigando a partir disso a adotar outros modelos a fim de explicar a aproximação da partícula alfa do núcleo atômico.
Tendo essas dúvidas em cheque, os cientistas Farwell e Wegner baseados em um modelo apresentado por Blair, que explicava as absorções de partículas alfa pelo núcleo.
Blair supôs que a soma dos raios nuclear com a partícula alfa seria aproximadamente igual à distância de máxima aproximação calculada na energia para a qual a seção de choque experimental é 1/4 da seção de choque Coulomb. Tendo a expressão:
$D_{1/4}=R_{n}+R_{\alpha }$
Onde D$_{1/4}$ é a distância de máxima aproximação, R$_n$ é o raio do núcleo e R $_α$.

## Raio atômico medido empiricamente

O raio atômico pode ser medido empiricamente em picômetros (pm) com uma precisão aproximada de 5 pm.
| Grupo (vertical) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| Período (horizontal) | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| 1 | H 25 | | | | | | | | | | | | | | | | | He |
| 2 | Li 145 | Be 105 | | | | | | | | | | | B 85 | C 70 | N 65 | O 60 | F 50 | Ne |
| 3 | Na 180 | Mg 150 | | | | | | | | | | | Al 125 | Si 110 | P 100 | S 100 | Cl 100 | Ar 71 |
| 4 | K 220 | Ca 180 | Sc 160 | Ti 140 | V 135 | Cr 140 | Mn 140 | Fe 140 | Co 135 | Ni 135 | Cu 135 | Zn 135 | Ga 130 | Ge 125 | As 115 | Se 115 | Br 115 | Kr |
| 5 | Rb 235 | Sr 200 | Y 180 | Zr 155 | Nb 145 | Mo 145 | Tc 135 | Ru 130 | Rh 135 | Pd 140 | Ag 160 | Cd 155 | In 155 | Sn 145 | Sb 145 | Te 140 | I 140 | Xe |
| 6 | Cs 260 | Ba 215 | * | Hf 155 | Ta 145 | W 135 | Re 135 | Os 130 | Ir 135 | Pt 135 | Au 135 | Hg 150 | Tl 190 | Pb 180 | Bi 160 | Po 190 | At | Rn |
| 7 | Fr | Ra 215 | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
| Lantanídios | * | La 195 | Ce 185 | Pr 185 | Nd 185 | Pm 185 | Sm 185 | Eu 185 | Gd 180 | Tb 175 | Dy 175 | Ho 175 | Er 175 | Tm 175 | Yb 175 | Lu 175 |
| Actinídios | ** | Ac 195 | Th 180 | Pa 180 | U 175 | Np 175 | Pu 175 | Am 175 | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |

## Raio atômico calculado

Raio atômico calculado em picômetros (pm)
| Grupo (vertical) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| Período (horizontal) | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| 1 | H 53 | | | | | | | | | | | | | | | | | He 31 |
| 2 | Li 167 | Be 112 | | | | | | | | | | | B 87 | C 67 | N 56 | O 48 | F 42 | Ne 38 |
| 3 | Na 190 | Mg 145 | | | | | | | | | | | Al 118 | Si 111 | P 98 | S 88 | Cl 79 | Ar 71 |
| 4 | K 243 | Ca 194 | Sc 184 | Ti 176 | V 171 | Cr 166 | Mn 161 | Fe 156 | Co 152 | Ni 149 | Cu 145 | Zn 142 | Ga 136 | Ge 125 | As 114 | Se 103 | Br 94 | Kr 88 |
| 5 | Rb 265 | Sr 219 | Y 212 | Zr 206 | Nb 198 | Mo 190 | Tc 183 | Ru 178 | Rh 173 | Pd 169 | Ag 165 | Cd 161 | In 156 | Sn 145 | Sb 133 | Te 123 | I 115 | Xe 108 |
| 6 | Cs 298 | Ba 253 | * | Hf 208 | Ta 200 | W 193 | Re 188 | Os 185 | Ir 180 | Pt 177 | Au 174 | Hg 171 | Tl 156 | Pb 154 | Bi 143 | Po 135 | At | Rn 120 |
| 7 | Fr 270 | Ra | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
| Lantanídios | * | La | Ce | Pr 247 | Nd 206 | Pm 205 | Sm 238 | Eu 231 | Gd 233 | Tb 225 | Dy 228 | Ho | Er 226 | Tm 222 | Yb 222 | Lu 217 |
| Actinídios | ** | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |

## Veja também

* Número atômico
* Massa atômica