41 (UFRJ-RJ) Considere as espécies químicas apresentadas a seguir.
S^2- ; Ar ; Fe^3+ ; Ca^2+ ; Al^3+ ; Cl^-
a) Identifique, com o auxílio da Tabela Periódica, as espécies isoeletrônicas, apresentando-as em ordem decrescente de raio.
b) Identifique, dentre as espécies químicas cujos elementos pertencem ao terceiro período, aquela que apresenta o menor potencial de ionização. Justifique sua resposta.

Passo 1

O enunciado apresenta as espécies S^2-, Ar, Fe^3+, Ca^2+, Al^3+ e Cl^-. Em (a) precisamos identificar quais são isoeletrônicas e ordená-las em ordem decrescente de raio; em (b), dentre as espécies cujo elemento pertence ao terceiro período, determinar aquela com menor potencial de ionização. Para isso vamos calcular o número de elétrons de cada espécie e usar tendências periódicas de raio e de energia de ionização.

Passo 2

Determinar o número de elétrons em cada espécie:
S^2-:16+2=18;
Ar:18;
Fe^3+:26-3=23;
Ca^2+:20-2=18;
Al^3+:13-3=10;
Cl^-:17+1=18.

Passo 3

Isoeletrônicas são as que têm igual número de elétrons. Aqui há quatro espécies com 18 elétrons:
S^2-, Cl^-, Ar e Ca^2+.

Passo 4

Para íons isoeletrônicos, o raio atômico diminui à medida que a carga nuclear efetiva (Z – életrons internos) aumenta. Os números atômicos são
ZS=16, ZCl=17, ZAr=18, ZCa=20.
Logo, em ordem decrescente de raio:
S^2- > Cl^- > Ar > Ca^2+

Passo 5

As espécies cujo elemento pertence ao período 3 são aquelas de átomos S, Cl, Ar e Al, ou seja:
S^2-, Cl^-, Ar e Al^3+.

Passo 6

O potencial de ionização cresce com o aumento da atração nuclear efetiva (raio menor). Entre essas quatro, S^2- tem o maior raio e a menor atração pelo seu elétron de valência, portanto exige menos energia para perder um elétron, tendo o menor potencial de ionização.

Resposta

a) S^2- > Cl^- > Ar > Ca^2+
b) S^2-

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