Para cada um dos seguintes conjuntos de átomos e íons ordene os membros em ordem crescente de tamanho:
\mathrm{Co}^{3+}, \mathrm{Fe}^{2+}, \mathrm{Fe}^{3+}

Passo 1

O enunciado pede para ordenar, em ordem crescente de tamanho (raio iônico), os três íons \mathrm{Co}^{3+}, \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{Fe}^{3+}.
O conteúdo abordado é o conceito de raios atômicos/iónicos e o critério de isoelectronicidade: íons que têm o mesmo número de elétrons (isoeletônicos) e carga nuclear diferente terão raios diferentes conforme a atração eletrostática resultante.

Passo 2

Vamos determinar o número de elétrons em cada íon:
– Para \mathrm{Fe}^{2+}: o ferro neutro tem 26 elétrons, então
\#e^-(\mathrm{Fe}^{2+}) = 26 - 2 = 24.
– Para \mathrm{Co}^{3+}: o cobalto neutro tem 27 elétrons, então
\#e^-(\mathrm{Co}^{3+}) = 27 - 3 = 24.
– Para \mathrm{Fe}^{3+}:
\#e^-(\mathrm{Fe}^{3+}) = 26 - 3 = 23.

Passo 3

Observamos que \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{Co}^{3+} são isoeletônicos (ambos têm 24 elétrons). Entre íons isoeletônicos, quanto maior a carga nuclear efetiva (número de prótons atraindo o mesmo número de elétrons), menor será o raio.

Passo 4

Comparando as cargas nucleares efetivas sobre os 24 elétrons:
\mathrm{Co}^{3+} tem 27 prótons atraindo 24 elétrons;
\mathrm{Fe}^{2+} tem 26 prótons atraindo 24 elétrons.
Logo
r(\mathrm{Co}^{3+}) < r(\mathrm{Fe}^{2+}).
Além disso, \mathrm{Fe}^{3+} tem apenas 23 elétrons sob atração de 26 prótons, o que gera uma contração ainda maior do raio em relação a ambos os outros íons.

Passo 5

Portanto, em ordem crescente de tamanho (do menor para o maior):
\mathrm{Fe}^{3+} \;<\; \mathrm{Co}^{3+} \;<\; \mathrm{Fe}^{2+}.

Resposta

\mathrm{Fe}^{3+} < \mathrm{Co}^{3+} < \mathrm{Fe}^{2+}

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