Arranje os cátions
e
em ordem crescente de capacidade de polarização e os ânions
e
em ordem crescente de polarizabilidade. Explique a ordem escolhida.
Passo 1
O que o enunciado pede e quais íons aparecem.
- Pede: arranjar os cátions
em ordem crescente de capacidade de polarização (ou seja, do menos polarizante para o mais polarizante). - Pede também: arranjar os ânions
em ordem crescente de polarizabilidade (ou seja, do menos polarizável para o mais polarizável). - Informações implícitas que vamos usar: a capacidade de um cátion polarizar um ânion depende basicamente da carga do cátion e do seu raio iônico; a polarizabilidade de um ânion depende do seu tamanho (volume do nuvem eletrônica) e da sua carga (mais carga negativa tende a aumentar a nuvem e a torná‑la mais facilmente distorcida).
Passo 2
Conceitos fundamentais (a “aula” curta e prática que precisava): o que é polarização / polarizabilidade e quais fatores importam.
- Polarização (no contexto iônico) é a distorção da nuvem eletrônica de um íon (normalmente do ânion) causada pelo campo elétrico de um cátion vizinho. Um cátion com grande capacidade de polarização (alto poder polarizante) puxa/empurra a nuvem eletrônica do ânion, introduzindo caráter covalente na ligação.
- Polarizabilidade é a facilidade com que a nuvem eletrônica de um ânion é distorcida por um campo elétrico externo: ânions mais “moles” eletronicamente (nuvem grande e frouxa) são mais polarizáveis.
- Regras qualitativas (relembrando as Regras de Fajans, explicadas bem devagar):
- Para cátions: maior carga positiva e menor raio → maior poder polarizante. Intuição: carga maior concentra mais campo elétrico; raio pequeno faz esse campo ser mais intenso perto do ânion.
- Para ânions: maior raio e maior carga negativa → maior polarizabilidade. Intuição: elétrons mais afastados do núcleo (íon grande) são menos firmemente presos e mais fáceis de deslocar; mais carga negativa geralmente expande a nuvem por repulsão eletrônica, também facilitando distorção.
- Uma forma simples e útil para comparar cátions é usar a “potencial iônico”
(onde é a carga do cátion e o raio iônico). Maior → maior poder polarizante. - Para ânions pode-se pensar heurísticamente que a polarizabilidade cresce com o volume do íon (
) e com o módulo da carga . Para comparações rápidas, usar uma quantidade proporcional a dá uma boa ideia relativa.
Passo 3
Comparação numérica aproximada e ordenação dos cátions (placa passo a passo).
- Vamos usar raios iônicos aproximados (valores típicos para coordenação VI; são aproximações suficientes para comparação qualitativa). Valores aproximados (em picômetros, pm):
-
: . -
: . -
: . -
: .
(Observação: são valores aproximados; mudanças de coordenação/ambiente alteram um pouco, mas as ordens relativas mantêm-se.)
-
- Calcular a grandeza
para comparar (unidades relativas, só importa a ordem):
- Interpretação: quanto maior esse número, maior o poder polarizante. Assim, do menor para o maior:
. - Explicação em palavras: Cs+ é o maior e tem carga +1 → campo fraco; K+ é menor que Cs+ mas ainda +1; Mg2+ tem carga +2 e raio bem menor → muito mais polarizante; Al3+ combina carga +3 com raio ainda menor → é o mais polarizante entre os listados.
Passo 4
Comparação numérica aproximada e ordenação dos ânions (passo a passo com justificativa).
- Usamos raios iônicos aproximados (coorden. VI) e as cargas para estimar polarizabilidade relativa. Valores aproximados (pm):
-
: . -
: (valor aproximado; íon raro em muitos cristais, mas serve para comparação). -
: . -
: .
-
- Modelo simples: polarizabilidade qualitativa
(isso não é uma lei exata, é um modelo heurístico útil para ordenar). - Calcular números proporcionais (unidades arbitrárias, só para comparar):
- Ordenando esses números do menor para o maior dá:
(notação entre parênteses é só para visualizar os valores relativos). - Interpretação e resumo físico: embora
seja o maior em tamanho entre os mononegativos (logo muito polarizável), tem carga e sua nuvem eletrônica fica bastante expandida/fluida por repulsão eletrônica, o que lhe confere polarizabilidade muito grande — mesmo sendo numericamente menor que Br- em raio, o efeito da carga extra torna o mais polarizável do conjunto. , apesar de ter carga , é relativamente pequeno e seu elétrons estão mais fortemente atraídos pelo núcleo, portanto é o menos polarizável da lista.
Passo 5
Resumo final, dicas para prova e um empurrãozinho motivacional
- Resumo das regras úteis para a prova:
- Cátions: maior carga e menor raio → maior poder polarizante. Use
para comparar rapidamente. - Ânions: maior raio e maior carga → maior polarizabilidade. Pensar em
ajuda a ordenar.
- Cátions: maior carga e menor raio → maior poder polarizante. Use
- Dica prática: quando tiver dúvidas rápidas, compare cargas primeiro (íons com carga maior costumam dominar), e só então compare tamanhos; isso evita erro em muitos casos.
- Você está indo bem por pedir essa resolução passo a passo — repasse estes passos com 2–3 exemplos e fica na ponta da língua. Força na prova; respira fundo e confia que você aprendeu a regra e como aplicá‑la.