Para cada par abaixo, indique qual espécie possui o maior raio e explique por quê.
-
ou
Passo 1
O enunciado pede que eu indique, para o par dado, qual espécie iônica possui o maior raio e explique o porquê.
As informações dadas explicitamente são:
As informações dadas explicitamente são:
- As duas espécies são
e . - Não há figura nem outros dados numéricos no enunciado.
O que preciso comparar: o raio iônico relativo entre essas duas espécies e a razão física (qualitativa) dessa diferença.
Passo 2
Identificar dados básicos úteis (tudo em LaTeX):
- Número atômico do sódio:
. - Número atômico do magnésio:
. - Cargas das espécies:
tem carga ; tem carga . - Número de elétrons em cada íon:
-
: elétrons. -
: elétrons.
Portanto, as duas espécies têm o mesmo número de elétrons: são isoeletônicas (ambas com configuração eletrônica de gás nobre).
-
Passo 3
Explicar o conceito chave: íons isoeletônicos e atração nuclear efetiva.
- Definição prática: duas espécies são isoeletônicas quando têm o mesmo número de elétrons. Aqui ambas têm
elétrons, logo são isoeletônicas. - Importante consequência física: com o mesmo arranjo eletrônico (mesma “nuvem” de elétrons), a diferença no tamanho resulta da força com que o núcleo atrai essa nuvem de elétrons.
- Para quantificar essa atração usa-se a ideia de carga nuclear efetiva
, que pode ser pensada (qualitativamente) como em que: -
é a carga nuclear (número de prótons), -
é o efeito de blindagem (shielding) dos outros elétrons.
-
- Aqui, porque as duas espécies têm a mesma distribuição eletrônica, o efeito de blindagem
sobre os elétrons externos é praticamente o mesmo para ambas. Assim, a diferença em vem principalmente de .
Passo 4
Aplicar a ideia ao caso concreto (raciocínio passo a passo, sem concluir a frase final):
- Para
tem-se ; para tem-se . - Como ambas têm os mesmos
elétrons, o valor de é essencialmente igual entre as duas. - Logo, a espécie com maior
terá maior (maior atração líquida entre núcleo e elétrons). - A consequência física dessa maior atração é que ela puxa a nuvem eletrônica mais para perto do núcleo, reduzindo o raio do íon.
Passo 5
Verificação com valores experimentais típicos (apenas como checagem; esses valores dependem da coordenação e fonte):
- Raio iônico típico para coordenação VI (valores aproximados):
- Esses números confirmam a tendência prevista pelo argumento do passo anterior: a espécie com maior carga nuclear efetiva é a menor.
Passo 6
Dica prática para a prova (como aplicar rápido em outros casos):
- Sempre verifique se as espécies são isoeletônicas. Se forem, compare diretamente os números atômicos
: maior → maior → menor raio. - Se não forem isoeletônicas, lembre das tendências periódicas (raio atômico diminui ao mover-se para a direita na mesma linha; aumenta ao descer uma coluna) e considere ganho/perda de elétrons ao formar íons.