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Radio atómico para niños

Enciclopedia para niños

El radio atómico es una medida que nos ayuda a entender el tamaño de los átomos. Imagina un átomo como una pequeña esfera. El radio atómico es la distancia desde el centro de esa esfera (donde está el núcleo) hasta su borde exterior, donde se encuentran los electrones.

Archivo:Helium atom QM
Diagrama de un átomo de helio, mostrando la distribución de probabilidad de la situación de los electrones mediante un sombreado de color gris. La barra negra que se encuentra en el ángulo inferior izquierdo muestra la escala del dibujo:
Å (ángstrom) equivale a 100 pm (picómetros), que equivale a 100.000 fm (femtómetros).
En el centro se puede ver (fuera de escala) el núcleo del átomo, y en el extremo superior derecho se ve una ampliación del núcleo, con dos protones y dos neutrones.
La escala indica el tamaño de un fm (femtómetro).

Los electrones en un átomo no giran en órbitas fijas como planetas alrededor del sol. En cambio, se mueven en una "nube" o "zona de probabilidad" alrededor del núcleo. El radio atómico nos da una idea de qué tan lejos se extiende esta nube de electrones.

El tamaño de los átomos es increíblemente pequeño. Los radios de los átomos neutros suelen estar entre 30 y 300 picómetros (pm). Un picómetro es una billonésima parte de un metro (0.000.000.000.001 metros). Para que te hagas una idea, el radio de un átomo es más de 10.000 veces más grande que el radio de su núcleo, pero mucho más pequeño que la longitud de onda de la luz visible.

Aunque los átomos no son esferas perfectas, a menudo los científicos los representan así para entender mejor cómo se comportan. Esta idea nos ayuda a explicar cosas como la densidad de los materiales, cómo se mueven los líquidos y sólidos, y cómo se forman las moléculas.

¿Cómo se mide el radio atómico?

En 1920, los científicos comenzaron a medir el tamaño de los átomos usando una técnica llamada difracción de rayos X. Al principio, pensaron que todos los átomos de un mismo elemento tendrían el mismo tamaño. Sin embargo, con más datos, se dieron cuenta de que el tamaño de un átomo puede variar un poco dependiendo de cómo esté unido a otros átomos en diferentes materiales.

Tipos de radio atómico

Existen diferentes maneras de definir y medir el radio atómico, dependiendo de cómo se encuentre el átomo:

  • Radio de Van der Waals: Imagina dos átomos que no están unidos, pero están muy cerca el uno del otro. El radio de Van der Waals es la mitad de la distancia más pequeña entre los núcleos de esos dos átomos.
  • Radio iónico: Cuando un átomo gana o pierde electrones, se convierte en un ion. El radio iónico es el tamaño de ese ion, y se calcula a partir de la distancia entre los núcleos de iones en cristales.
  • Radio covalente: Cuando dos átomos comparten electrones para formar un enlace covalente (como en una molécula de agua), el radio covalente es la mitad de la distancia entre sus núcleos.
  • Radio metálico: En los metales, los átomos están unidos de una manera especial. El radio metálico es la mitad de la distancia entre los núcleos de átomos vecinos en un metal sólido.
  • Radio de Bohr: Este es un concepto más antiguo, basado en un modelo de átomo que ya no se usa completamente. Sin embargo, el radio de Bohr para el átomo de hidrógeno (que solo tiene un electrón) sigue siendo una medida importante en la física.
Archivo:Ethanol-3D-vdW
Forma aproximada de una molécula de etanol, CH3CH2OH. Cada átomo es representado por una esfera con el radio de Van der Waals correspondiente al elemento (código de colores usual: carbono en negro; oxígeno en rojo; hidrógeno en blanco).

¿Cómo cambia el radio atómico en la tabla periódica?

El radio atómico sigue patrones interesantes en la tabla periódica:

¿Por qué el radio atómico aumenta hacia abajo en un grupo?

En un mismo grupo (una columna vertical de la tabla periódica), el radio atómico generalmente aumenta a medida que bajas. Esto se debe a que los átomos de abajo tienen más capas de electrones. Cada nueva capa de electrones está más lejos del núcleo, haciendo que el átomo sea más grande.

¿Por qué el radio atómico disminuye de izquierda a derecha en un periodo?

En el mismo periodo (una fila horizontal de la tabla periódica), el radio atómico disminuye de izquierda a derecha. A medida que avanzas en una fila, el número de protones en el núcleo aumenta. Más protones significan una carga positiva más fuerte en el núcleo, que atrae a los electrones con más fuerza. Aunque también hay más electrones, la atracción del núcleo es más fuerte y "jala" las capas de electrones más cerca, haciendo que el átomo sea más pequeño.

¿Qué es el efecto de apantallamiento?

Los electrones que están en las capas internas de un átomo "protegen" o "apantallan" a los electrones de las capas externas de la atracción total del núcleo. Esto significa que los electrones más externos no sienten toda la fuerza de los protones. Este efecto de apantallamiento ayuda a que el radio atómico aumente hacia abajo en un grupo, ya que hay más capas internas que apantallan.

¿Qué es la contracción de los lantánidos?

Hay una excepción interesante a estas reglas, especialmente en los elementos llamados lantánidos (que están en la parte inferior de la tabla periódica). Los electrones de una capa específica (la 4f) no son muy buenos para apantallar la carga del núcleo. Esto hace que los elementos que vienen después de los lantánidos sean más pequeños de lo que se esperaría. Por ejemplo, el hafnio es casi del mismo tamaño que el circonio, aunque debería ser más grande.

Valores del radio atómico

La siguiente tabla muestra los radios covalentes medidos para los elementos, publicados por J. C. Slater en 1964. Los valores están en picómetros (pm). El color del recuadro va del rojo al amarillo a medida que aumenta el radio; el gris indica que no hay datos.

Grupo
(columna)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Periodo
(fila)
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
 
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
*
 
Lu
175
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
**
 
Lr
 
Rf
 
Db
 
Sg
 
Bh
 
Hs
 
Mt
 
Ds
 
Rg
 
Cn
 
Nh
 
Fl
 
Mc
 
Lv
 
Ts
 
Og
 
*
 
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
**
 
Ac
195
Th
180
Pa
180
U
175
Np
175
Pu
175
Am
175
Cm
 
Bk
 
Cf
 
Es
 
Fm
 
Md
 
No
 

Galería de imágenes

Véase también

Kids robot.svg En inglés: Atomic radius Facts for Kids

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Radio atómico para Niños. Enciclopedia Kiddle.