classificação periódica moderna

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CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS

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Os elementos químicos sempre foram agrupados de modo a termos elementos semelhantes juntos, tendo desta maneira o desenvolvimento de várias tabelas até os nossos dias atuais

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História da Tabela Periódica 1669 Descoberta do primeiro elemento, o fósforo. 1829 Johann W. Döbereiner Agrupou os elementos químicos em tríades Em que eram feitas a partir da média aritmética das massas dos elementos 1863 Alexandre Chancourtois Dispôs os elementos em uma espiral traçada em um cilindro e em ordem crescente de massa 1864 John Alexander Reina Newlands Organizou os elementos em ordem de suas massas atômicas em linhas horizontais, contendo 7 elementos cada. O oitavo elemento apresenta propriedades semelhantes ao primeiro e assim sucessivamente Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Cr Ti S E M E L H A N Ç A 1869 Dmitri Mendeleev Organizou os elementos químicos em ordem crescente de suas massas atômicas e verificou que muitas de suas propriedades se repetiam 1913 Henry Moseley Criou o número atômico, observando que o número de prótons de um elemento nunca varia e que as propriedades dos elementos são funções de seus números atômicos 1940 Seaborg Descobriu todos os elementos transurânicos (números atômicos de 94 a 102). Reconfigurou a tabela periódica colocando a série actinídeos abaixo da série dos lantanídeos 1951 Seaborg Recebeu o Prêmio Nobel em Química, pelo seu trabalho. O elemento de número atômico 106 da tabela periódica é chamado SEABORGIO, em sua homenagem CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA ATUAL

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Na tabela atual os elementos químicos ocupam SETE LINHAS HORIZONTAIS que são denominados de PERÍODOS Estes períodos são numerados ou ordenados de cima para baixo para melhor identificá-los

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Podemos associar o período de um elemento químico com a sua configuração eletrônica O número de ordem do período de um elemento é igual ao número de níveis eletrônicos que ele elemento possui

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O elemento flúor tem 9 elétrons: Possui deste modo apenas os níveis 1 e 2 ou K e L com elétrons ( 2 níveis de energia ) Então este elementos localiza-se no 2º PERÍODO da classificação periódica 2 2p 1s 2s K = 2 5 2 L = 7 ou

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O elemento ferro tem 26 elétrons: ou Possui deste modo apenas os níveis 1, 2, 3 e 4 ou K, L, M e N com elétrons (4 níveis de energia) Então este elementos localiza-se no 4º PERÍODO da classificação periódica 2 2p 1s 2s 6 2 2 4s 3s 3p 2 6 6 3d K = 2 L = 8 M = 14 N = 2

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FAMÍLIAS (GRUPOS ou COLUNAS) Constituem as 18 linhas verticais da classificação periódica Estas linhas são numeradas de 1 a 8 e subdivididas em A e B, a IUPAC recomenda que esta numeração seja de 1 a 18

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Os elementos que estão no subgrupo A são denominados de representativos e possuem o elétron diferencial em subnível “ s ” ou “ p “ Os elementos que estão no subgrupo B são denominados de transição e possuem o elétron diferencial em subnível “ d “ ou “ f “

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O elemento flúor de número atômico 9 e distribuição eletrônica: É um elemento representativo, pois possui o elétron diferencial no subnível “ p “ 5 1s 2s 2p 2 2

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O elemento cálcio de número atômico 20 e distribuição eletrônica É um elemento representativo, pois possui o elétron diferencial no subnível “ s “ 6 1s 2s 2p 2 2 2 3s 3p 4s 6 2

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O elemento ferro de número atômico 26 e distribuição eletrônica É um elemento de transição (externa), pois possui o elétron diferencial no subnível “ d “ 6 1s 2s 2p 2 2 2 3s 3p 4s 6 2 3d 6

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No grupo 3B e no 6º período se encontra uma série de elementos denominada de série dos lantanídeos No grupo 3B e no 7º período encontramos uma série de elementos denominada de série dos actinídeos

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Estas duas séries são os elementos de transição interna que possuem o elétron diferencial em subnível “f”

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01) A configuração eletrônica de um átomo é: Para este elemento podemos afirmar I. É elemento representativo II. É elemento de transição III. Seu número atômico é 25 IV. Possui 7 subníveis de energia a) somente I é correta. b) somente II e III são corretas. c) somente II, III e IV são corretas. d) todas são corretas. e) todas são falsas. 6 1s 2s 2p 2 2 2 3s 3p 4s 6 2 3d 5 é de transição F V 6 2 2 2 6 2 5 + + + + + + = 25 V 5 3 1 7 6 4 2 V

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ou O elemento flúor de número atômico 9 e distribuição eletrônica: Possui 7 elétrons no último nível e se encontra na família 7A 5 1s 2s 2p 2 2 K = 2 L = 7

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O elemento cálcio de número atômico 20 e distribuição eletrônica: Possui 2 elétrons no último nível e se encontra na família 2A 6 1s 2s 2p 2 2 2 3s 3p 4s 6 2 ou K = 2 L = 8 M = 8 N = 2

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01) Um elemento químico tem número atômico 33. A sua configuração eletrônica indica que está localizado na: a) família 5A do período 3. b) família 3A do período 3. c) família 5A do período 4. d) família 7A do período 4. e) família 4A do período 7. 6 1s 2s 2p 2 2 2 3s 3p 4s 6 2 3d 10 4p 3 1s 2 6 2s 2p 2 3s 3p 6 2 3d 10 2 4s 4p 3 K = 2 L = 8 M = 18 N = 5 família 5A período 4

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04) Um elemento químico está na família 4A e no 5º período da classificação periódica. A sua configuração eletrônica permitirá concluir que seu número atômico é: a) 50. b) 32. c) 34. d) 82. e) 46. 5º período: possui 5 níveis de energia. família 4A: possui 4 elétrons no último nível 6 1s 2s 2p 2 2 2 3s 3p 4s 6 2 3d 10 4p 6 1s 2 6 2s 2p 2 3s 3p 6 2 3d 10 2 4s 4p 6 K = 2 L = 8 M = 18 N = 18 2 5s 4d 10 5p 2 4d 10 2 5s 5p 2 O = 4 2 8 18 18 50 + 4 + + = +

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03)(PUC-PR) O subnível mais energético do átomo de um elemento químico no estado fundamental é “5p ”. Portanto, o seu número atômico e sua posição na tabela periódica serão: 4 a) 40, 5A, 4º período. b) 34, 4A, 4º período. c) 52, 6A, 5º período. d) 56, 6A, 5º período. e) 55, 5A, 5º período. 6 1s 2s 2p 2 2 2 3s 3p 4s 6 2 3d 10 4p 6 2 5s 4d 10 5p 4 número atômico 52, família 6A e 5º período Pág 90 / Ex. 3

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04) (Cefet-PR) Um “hacker” de programas de computador está prestes a violar um arquivo importantíssimo de uma grande multinacional de indústria química. Quando ele violar este arquivo, uma grande quantidade de informações de interesse público poderá ser divulgada. Ao pressionar uma determinada tecla do computador, aparece a figura a seguir e uma mensagem em forma de desafio: “A senha é composta do símbolo de X, seguido do número de elétrons do seu átomo neutro, do símbolo de Y, seguido do seu número atômico, e do símbolo de Z, seguido do seu número de prótons”. A senha que o hacker deve digitar é: a) Ca40C12F15. b) Ca20C12F31. c) Ca20C6F15. d) Ca40C12P15. e) Ca20C6P15. Pág 91 / Ex. 5

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Para os elementos de transição (externa) observamos o número de elétrons do subnível “d” mais energético e seguimos a tabela abaixo 3B 5B 4B 6B d 7B 8B 8B 8B 1B 2B d d d 1 d d d d d d 5 2 3 4 6 10 7 9 8

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01) Assinale a alternativa que indica onde se encontra o elemento químico cuja configuração eletrônica, na ordem crescente de energia, finda em 4s 3d a) grupo 3B e 2º período. b) grupo 4A e 2º período. c) grupo 4A e 5º período. d) grupo 5B e 4º período. e) grupo 5A e 3º período. subnível de maior energia é o “ 3d “ com 3 elétrons: família 5B utiliza 4 níveis de energia: 4º período 3 2 6 1s 2s 2p 2 2 2 3s 3p 4s 6 2 3d 3

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família dos metais alcalinos 1A: Li, Fr. Cs, Rb, K, Na, família dos metais alcalinos terrosos 2A: Be, Ra. Ba, Sr, Ca, Mg, família do boro 3A: B, Tl. In, Ga, Al, família carbono 4A: C, Pb. Sn, Ge, Si, FAMÍLIAS COM NOMES ESPECIAIS

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família do nitrogênio 5A: N, Bi. Sb, As, P, família dos calcogênios 6A: O, Po. Te, Se, S, família dos halogênios 7A: F, At. I, Br, Cl, família dos gases nobres ZERO: He, Xe, Kr, Ar, Ne, Rn.

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01) Na classificação periódica, os elementos “ Ba “ (grupo 2), “ Se “ (grupo 16) e “ Cl “ (grupo 17) são conhecidos, respectivamente, como: a) alcalino, halogênio e calcogênio b) alcalino terroso, halogênio e calcogênio c) alcalino terroso, calcogênio e halogênio d) alcalino, halogênio e gás nobre e) alcalino terroso, calcogênio e gás nobre Ba Se Cl alcalino terroso calcogênio halogênio

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02) Assinale o grupo de elementos que faz parte somente dos alcalinos-terrosos. a) Ca, Mg, Ba. b) Li, Na, K. c) Zn, Cd, Hg. d) Ag, Au, Cu. e) Pb, Al, Bi. família dos metais terrosos Be, Ra. Ba, Sr, Ca, Mg,

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03) (Univale-SC) O bromato de potássio, produto de aplicação controvertida na fabricação de pães tem fórmula “ KBrO3 “. Os elementos que fazem deste composto, na ordem indicada na fórmula, são das famílias dos: a) alcalinos, halogênios e calcogênios b) halogênios, calcogênios e alcalinos c) calcogênios, halogênios e alcalinos d) alcalinos terrosos, calcogênios e halogênios e) alcalinos terrosos, halogênios e calcogênios K Br O alcalinos halogênios calcogênios

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Podemos classificar os elementos químicos de acordo com suas propriedades físicas em METAIS, SEMIMETAIS, AMETAIS e GASES NOBRES A IUPAC recomenda que esta classificação seja, apenas, METAIS, AMETAIS e GASES NOBRES AMETAIS METAIS SEMIMETAIS G A S E S N O B R E S B Si Ge As Sb Te Po C N P O S Se F Cl Br I At He Ne Ar Kr Xe Rn

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Constitui a maior parte dos elementos químicos Suas principais características são: Sólidos nas condições ambientes, exceto o mercúrio, que é líquido  São bons condutores de eletricidade e calor  São dúcteis e maleáveis  Possuem brilho característico METAIS

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AMETAIS Apenas 11 elementos químicos fazem parte deste grupo (C, N, P, O, S, Se, F, Cl, Br, I e At) Suas características são opostas à dos metais  Podem ser sólidos (C, P, S, Se I e At)  líquido (Br)  gasosos (N, O, F e Cl)  São maus condutores de eletricidade e calor  Não possuem brilho característico  Não são dúcteis nem maleáveis

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SEMIMETAIS Possuem propriedades intermediárias entre os metais e os ametais Este grupo é constituído por 7 elementos químicos (B, Si, Ge, As, Sb, Te e Po) São sólidos nas condições ambientes

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GASES NOBRES São todos gases nas condições ambientes Possuem grande estabilidade química, isto é, pouca capacidade de combinarem com outros elementos Constituem os gases nobres os elementos He, Ne, Ar, Kr, Xe e Rn

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O elemento químico HIDROGÊNIO não é classificado em nenhum destes grupos, ele possui características próprias

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01) Possuem brilho característico, são bons condutores de calor e eletricidade. Estas propriedades são dos: a) gases nobres. b) ametais. c) não metais. d) semimetais. e) metais.

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02) Nas condições ambientes os metais são sólidos, uma exceção é o: a) sódio. b) magnésio. c) ouro. d) mercúrio. e) cobre.

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03) Qual dos grupos abaixo possui apenas ametais? a) B, Al e Ne. b) Na, Ge e Rn. c) W, Os e Po. d) Si, Ge e As. e) Br, S e O. B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po.

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04) (Fatec-SP) Imagine que a tabela periódica seja o mapa de um continente, e que os elementos químicos constituam as diferentes regiões desse território. A respeito desse “mapa”, são feitas as seguintes afirmações: I. Os metais constituem a maior parte do território desse continente. II. As substâncias simples gasosas, não-metálicas, são encontradas no Nordeste e na costa leste desse continente. III. Percorrendo-se um meridiano (isto é, uma linha no sentido Norte-Sul), atravessam-se regiões cujos elementos químicos apresentam propriedades químicas semelhantes. Dessas afirmações, a) apenas I é correta. b) apenas I e II são corretas. c) apenas I e III são corretas. d) apenas II e III são corretas. e) I, II e III são corretas. Pág 90 / Ex. 01

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Muitas características dos elementos químicos se repetem periodicamente, estas propriedades são denominadas de PROPRIEDADES PERIÓDICAS Vejamos algumas destas propriedades

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RAIO ATÔMICO Dois fatores são importantes na determinação do raio atômico: NÚMERO DE CAMADAS ELETRÔNICAS e CARGA NUCLEAR

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O NÚMERO DE CAMADAS ELETRÔNICAS O S K = 2 L = 6 K = 2 L = 8 L = 6 8 16 Com o aumento do número de camadas ocorre um aumento no raio do átomo e, este aumento é de CIMA para BAIXO em átomos pertencentes à mesma família

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A CARGA NUCLEAR Este fator tem influência quando se considera elementos químicos de mesmo período na tabela periódica, pois possuem o mesmo número de camadas Quanto maior a carga nuclear maior é a atração do núcleo pelos elétrons periféricos, isto é, menor será o átomo e, num mesmo período o tamanho do átomo aumenta da DIREITA para a ESQUERDA

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RESUMINDO NUM MESMO PERÍODO AUMENTA NUMA MESMA FAMÍLIA AUMENTA

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TAMANHO DO ÍON O tamanho de um ÌON é diferente do átomo que o originou Um CÁTION tem um raio MENOR que o átomo que o produziu Um ÂNION tem um raio MAIOR que o átomo que o produziu

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01) Assinale a alternativa que indica corretamente a ordem crescente dos raios atômicos: a) Cs < Rb < K < Na < li. b) Cs < Li < Rb < Na < K. c) K < Rb < Na < Cs < Li. d) Li < Cs < Na < Rb < K. e) Li < Na < K < Rb < Cs. Os elementos comparados pertencem a uma mesma família da tabela periódica O raio atômico aumenta de cima para baixo

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02) O tamanho de um cátion e o tamanho de um ânion, comparado com o do átomo de origem, é respectivamente: a) menor e maior. b) menor e menor. c) maior e maior. d) maior e menor. e) maior e igual. O cátion é MENOR que o átomo de origem O ânion é MAIOR que o átomo de origem

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03) Um professor decidiu decorar seu laboratório com um “relógio de química” no qual, no lugar das horas estivessem elementos químicos, dispostos de acordo com seus respectivos números atômicos, como mostra a figura abaixo. Indique a hora que o relógio do professor marca quando o ponteiro dos minutos aponta para o metal alcalino-terroso de menor raio atômico e o ponteiro das horas aponta para o gás nobre do segundo período. a) 8h25min. b) 5h09min. c) 2h55min. d) 10h20min e) 6h30min. minutos: 20 horas: 10 Pág 99 / Ex. 09 / b

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POTENCIAL DE IONIZAÇÃO É a energia mínima necessária para retirar um elétron de um átomo neutro isolado no estado gasoso Quanto menor for o átomo maior será a dificuldade para retirar seu elétron, isto é, maior será a energia de ionização

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RESUMINDO NUM MESMO PERÍODO AUMENTA NUMA MESMA FAMÍLIA AUMENTA

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A energia mínima necessária para retirar um elétron de um átomo neutro isolado no estado gasoso produzindo um cátion monovalente chama-se 1ª ENERGIA DE IONIZAÇÃO A energia mínima necessária para retirar um segundo elétron de um cátion monovalente gasoso produzindo um cátion bivalente chama-se 2ª ENERGIA DE IONIZAÇÃO e será maior que a 1ª ENERGIA DE IONIZAÇÃO

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01) São dados cinco elementos genéricos e seus números atômicos: A (Z = 17); B (Z = 15); C (Z = 13); D (Z = 12); E (Z = 11). O elemento que apresenta a primeira energia de ionização mais elevada é: a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. A: 1s 2s 2p 3s 3p 2 6 2 5 2 3° período família 7A B: 1s 2s 2p 3s 3p 2 6 2 3 2 3° período família 5A C: 1s 2s 2p 3s 3p 2 6 2 1 2 3° período família 3A D: 1s 2s 2p 3s 2 6 2 2 3° período família 2A E: 1s 2s 2p 3s 2 6 2 1 3° período família 1A energia de ionização período aumenta

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02) (Covest-2005) As primeiras energias de ionização de K (Z = 19), Ca (Z = 20) e S (Z = 16) são, respectivamente, 418,8 kj/mol, 589,8 kj/mol e 999,6 kj/mol. Alguns comentários sobre estes números podem ser feitos. O enxofre apresenta a menor energia de ionização, pois é o elemento de menor número atômico entre os três. 2) A energia de ionização do potássio é a menor, pois se trata de um elemento com apenas um elétron na última camada, o que facilita a sua remoção A energia de ionização do potássio é menor do que a do cálcio, pois este último apresenta número atômico maior e dois elétrons de valência, estando com o mesmo número de camadas eletrônicas 4) As energias de ionização do potássio e do cálcio são mais próximas, pois são elementos vizinhos na tabela periódica Está(ao) correto(s) apenas: a) 1. b) 2. c) 3 e 4. d) 2 e 4. e) 2, 3 e 4. F V V V

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AFINIDADE ELETRÔNICA É a energia liberada pelo átomo, isolado no estado gasoso, quando recebe um elétron originando um ânion Não definimos afinidade eletrônica para os GASES NOBRES NUMA MESMA FAMÍLIA NUM MESMO PERÍODO

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ELETRONEGATIVIDADE É a tendência que os átomos têm de atraírem elétrons Não definimos eletronegatividade para os GASES NOBRES NUMA MESMA FAMÍLIA NUM MESMO PERÍODO

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01) A energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo neutro gasoso é chamada de: a) entalpia de formação. b) afinidade eletrônica. c) eletronegatividade. d) energia de ionização. e) energia de ligação.

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K = 2 L = 8 M = 6 A: K = 2 L = 8 M = 1 B: K = 2 L = 8 M = 5 C: K = 2 L = 8 M = 2 D: A B C D 0 0 “A” e “C” possuem energia de ionização semelhantes. 1 1 A energia de ionização de “D” é maior que a de “B”. 2 2 O raio atômico de “C” é menor que o de “D”. 3 3 A afinidade eletrônica de “B” é maior que a de “A”. 4 4 O caráter metálico de “D” é maior que o de “C”. 02) (Covest-2005) Dados os elementos químicos A (Z = 16). B (Z = 11), C (Z = 15) e D (Z = 12), podemos afirmar que: V ENERGIA DE IONIZAÇÃO V RAIO ATÔMICO V AFINIDADE ELETRÔNICA CARÁTER METÁLICO F V