Gli elementi sono sostanze pure che non possono essere scomposte in altre sostanze. Gli atomi elementari contengono importanti particelle subatomiche chiamate elettroni, neutroni e protoni. Il modo in cui queste particelle subatomiche interagiscono all’interno di ciascun elemento influisce sulla dimensione del suo atomo. Curioso di sapere quale elemento ha il raggio atomico più grande? Continua a leggere per scoprirlo!
Cos’è un raggio atomico?
Il raggio atomico è la distanza dal nucleo al bordo della nuvola di elettroni in un atomo.
©Dabarti CGI/Shutterstock.com
Il raggio atomico di un elemento è la distanza dal nucleo del suo atomo al bordo più esterno della nuvola di elettroni dell’atomo. Approssima le dimensioni di un atomo. Una nuvola di elettroni è l’area di carica negativa in un atomo creata dagli elettroni in orbita attorno al nucleo.
Non è possibile misurare direttamente la distanza tra un elettrone e il suo nucleo. Invece, la distanza tra i nuclei di due atomi legati dello stesso elemento è divisa a metà. Questo approssima il raggio atomico desiderato di un atomo.
Tecnicamente, secondo la meccanica quantistica, un atomo non ha una dimensione definita in un dato momento. Inoltre, tutti gli atomi in un singolo elemento non avranno tutte le stesse dimensioni in una volta.
Ciò è dovuto a fattori individualizzati che influenzano ogni atomo in modo diverso poiché l’ambiente immediato di ogni atomo non è un’esperienza uniforme. Indipendentemente da ciò, la maggior parte dei concetti chimici di base sono organizzati attorno all’idea facile da digerire che gli atomi che compongono particolari elementi abbiano le stesse dimensioni.
Quale elemento ha il raggio atomico più grande?
Il francio è l’elemento con il più grande raggio atomico sulla tavola periodica.
©Ekaterina_Minaeva/Shutterstock.com
Il francio è l’elemento con il raggio atomico maggiore secondo la tavola periodica. Tuttavia, in pratica, è difficile verificare le dimensioni del francio perché è un elemento così volatile. Questo elemento è così instabile che non esiste una forma stabile nota di francio conosciuta dall’uomo.
Se esposto a quasi tutto, il francio decade rapidamente. La sua forma più stabile ha un’emivita di circa 22 minuti e c’è solo circa un’oncia di questo elemento ovunque nella crosta terrestre. Quel poco che esiste in natura si trova nei depositi di uranio come sottoprodotto del processo di decadimento di quell’elemento.
Il francio non ha alcun valore reale al di fuori degli intrighi scientifici e il francio utilizzato dagli scienziati viene creato nei laboratori come sottoprodotto di reazioni nucleari controllate. Nessun essere umano ha mai guardato questo elemento ad occhio nudo perché non esiste abbastanza elemento in un posto per vederlo fisicamente.
Ciò che si sa dell’elusivo elemento Francium è che ha un numero atomico di 87. Ha anche un peso atomico di 223 e un punto di fusione di circa 81 gradi Fahrenheit.
La tavola periodica ordina gli elementi per raggio atomico?
Francio è l’elemento nell’angolo in basso a sinistra della tavola periodica.
©vchal/Shutterstock.com
Sì, la tavola periodica ordina gli elementi per raggio atomico. L’elemento nell’angolo in alto a destra ha il raggio atomico più piccolo, mentre l’elemento nell’angolo in basso a sinistra ha il raggio atomico più grande.
Quando si guardano le righe orizzontali sulla tavola periodica, chiamate “attraverso il periodo”, gli elementi a sinistra della riga hanno un raggio atomico maggiore di quelli a destra. Questo perché gli elementi a destra della tavola periodica hanno più protoni nel loro nucleo. Poiché questi protoni attirano gli elettroni più vicino a sé, il raggio di un atomo è minore se ci sono più protoni da attrarre sugli elettroni periferici.
Quando si guardano le colonne verticali sulla tavola periodica, note come “giù nel gruppo”, gli elementi in basso hanno i raggi atomici più grandi. Questo perché gli elementi verso il fondo del tavolo sono soggetti a schermatura elettronica.
Schermatura elettronica significa che gli elettroni orbitanti di un elemento interagiscono tra loro in modo tale che i protoni perdono la presa sugli elettroni esterni. Questi elettroni esterni tenuti in modo lasco aumentano il raggio atomico dell’elemento poiché non orbitano più vicino al nucleo.
Quale gruppo di elementi ha il raggio atomico più grande?
Il litio è un metallo alcalino nel gruppo 1A sulla tavola periodica con un ampio raggio atomico.
©iStock.com/nemoris
Il gruppo 1A, noto come metalli alcalini, ha i raggi atomici più grandi sulla tavola periodica. Ogni elemento in questo gruppo ha un singolo elettrone nel suo orbitale più esterno e questo elettrone subisce un’attrazione minima da parte del nucleo. Di conseguenza, ha un’orbita estremamente ampia che si traduce in grandi nuvole di elettroni e il raggio atomico più grande di qualsiasi altro elemento conosciuto.
I 6 metalli alcalini del gruppo 1A sono:
- Li: litio
- Na: sodio
- K: Potassio
- Rb: Rubidio
- Cs: Cesio
- Fr: Francio
Man mano che la dimensione degli elementi aumenta più in basso nel gruppo, questi metalli reattivi diventano più volatili. Questo perché le loro orbite allargate significano anche che il loro elettrone più libero è progressivamente più facile da rimuovere. Di conseguenza, non ci vuole molto per impostare campioni puri di questi elementi.
Quando esposto all’acqua, il litio fa sibilare drammaticamente il liquido. Il potassio reagisce violentemente all’acqua mentre accende l’idrogeno gassoso rilasciato dal loro contatto. Il cesio e il rubidio esplodono quando vengono esposti all’acqua. Il francio non viene mai aggiunto all’acqua negli studi scientifici poiché il potenziale di esplosione è enorme.
Cesio: Cs ha il raggio atomico più grande?
L’elettrone più esterno negli atomi di francio ruota così velocemente che tecnicamente è più piccolo del cesio.
©alexnako/Shutterstock.com
Sì, il cesio ha tecnicamente il raggio atomico più grande se i gusci orbitali definiti dalla meccanica classica non sono lo standard con cui definire il raggio di un atomo. Mentre il francio ha 7 gusci di elettroni rispetto ai 6 posseduti dal cesio, il comportamento dell’elettrone esterno del francio rende questo atomo di dimensioni eccezionalmente piccole.
La velocità dell’elettrone esterno in orbita attorno al nucleo del francio è intensa e questo elettrone viaggia quasi alla velocità della luce. Poiché ruota così velocemente, la massa dell’elettrone è maggiore di quella che è quando è stazionario secondo gli effetti relativistici della meccanica quantistica.
Questo aumento di massa provoca una maggiore attrazione interna verso il nucleo poiché una massa maggiore produce una carica maggiore. Questa carica più grande è più attrattiva per i protoni nel nucleo.
Il raggio dell’atomo di francio si restringe man mano che l’elettrone più esterno viene tirato più stretto. Questa riduzione delle dimensioni è abbastanza drammatica nel francio che il cesio è tecnicamente più grande.
Quale elemento ha il numero atomico più grande?
Oganesson ha il più grande numero atomico a 118. Un numero atomico sopra il simbolo dell’elemento sulla tavola periodica rappresenta il numero di protoni caricati positivamente nel nucleo di un atomo. Rappresenta anche il numero di elettroni di controbilanciamento necessari per creare un atomo stabile.
All’inizio del ventunesimo secolo, gli scienziati hanno creato per la prima volta oganesson in laboratorio. Questo lo rende un elemento chimico sintetico. Anche se non è un elemento che esiste naturalmente sulla Terra, è uno dei 24 elementi che gli scienziati hanno manipolato per farli esistere nei reattori nucleari.
