Para cada par abaixo, indique qual espécie possui o maior raio e explique por quê.
- O ou
Passo 1
O enunciado pede: entre as duas espécies
e
, indicar qual tem o maior raio e explicar por quê.
Informações dadas (explicitamente): as duas espécies a comparar são (oxigénio neutro) e
(íon óxido). Nada mais foi fornecido.
Informações dadas (explicitamente): as duas espécies a comparar são
Passo 2
O que entendemos por “raio” aqui (explicação didática):
- O “raio atômico/iónico” não é uma fronteira rígida; é uma medida prática do tamanho da nuvem eletrónica ao redor do núcleo. Em problemas de comparação entre átomo neutro e ânion, é suficiente pensar qualitativamente em qual nuvem eletrónica ocupa mais espaço.
- Dois efeitos controlam o tamanho da nuvem eletrónica: a atração do núcleo positivo pelos elétrons (quanto maior, mais “puxa” os elétrons para perto) e o repelir entre elétrons (quanto maior, mais eles se afastam). Também entra o efeito de blindagem (shielding): elétrons internos diminuem a atração efetiva do núcleo sobre elétrons externos.
Passo 3
Vamos olhar as configurações eletrônicas e o número de prótons (informação chave):
- Para
: configuração eletrônica . - Para
: configuração eletrônica (ou seja, ganhou dois elétrons no mesmo nível ).
Em ambos os casos o número de prótons é o mesmo:. Logo a diferença no tamanho vem dos elétrons adicionais e de como eles alteram a atração efetiva do núcleo sobre os elétrons da camada externa.
Passo 4
Explicação quantitativa simples usando a ideia de carga nuclear efetiva (
) e blindagem (Slater, em forma simplificada):
- A carga nuclear efetiva é a carga positiva efetiva que puxa um elétron, depois de descontar o efeito de blindagem dos outros elétrons. Em termos simples,
, onde é a contribuição de blindagem. Menor → menor atração para o elétron → nuvem eletrónica mais espalhada → maior raio. - Para dar um número rápido (aplicando as regras de Slater de forma direta para um elétron da camada
): - Em
( ) a blindagem aproximada vista por um elétron é . Então . - Em
( ) a blindagem aproximada para um elétron é . Então .
- Em
- Conclusão desses números: ao adicionar dois elétrons para formar
o sobre os elétrons de valência diminui (de aproximadamente para ). Menor atração efetiva + maior repulsão elétron–elétron (mais elétrons na mesma camada) faz a nuvem eletrónica expandir-se — logo o raio aumenta.
Passo 5
Intuição física curta e exemplo de reforço:
- Mesmo número de prótons (
), mais elétrons em → mais blindagem e mais repulsão entre elétrons → atração média por elétron menor → elétrons ficam mais “espalhados”. Portanto é maior que . - Analogia rápida: comparar
e : perde um elétron e fica bem menor; o contrário aqui ocorre — ganhar elétrons aumenta o tamanho. Isso ajuda a fixar o raciocínio.