Para cada um dos seguintes pares, indique e explique qual das duas espécies possui o maior raio:
\mathrm{Fe}^{2+} ou \mathrm{Fe}^{3+}

Passo 1

O enunciado pede para compararmos o raio de dois íons do mesmo elemento químico: \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{Fe}^{3+}. O conteúdo é propriedades periódicas (raio iônico) e vamos usar conceitos de carga nuclear efetiva, número de elétrons e atração nuclear para decidir qual é maior.

Passo 2

Quando um átomo forma um cátion, ele perde elétrons e a atração do núcleo sobre os elétrons restantes aumenta. Em geral, quanto maior a carga positiva do íon, maior é a carga nuclear efetiva por elétron e menor é o raio iônico. Em outras palavras:
\text{mais carga positiva} \;\Longrightarrow\; \text{elétrons mais presos} \;\Longrightarrow\; \text{raio menor}.é

Passo 3

Para \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{Fe}^{3+} temos:
  • Número atômico de ferro: Z=26.
  • \mathrm{Fe}^{2+} tem 26-2=24 elétrons, configuração [Ar]\,3d^6.
  • \mathrm{Fe}^{3+} tem 26-3=23 elétrons, configuração [Ar]\,3d^5.
    Em ambos o núcleo é o mesmo ( 26 prótons), mas em \mathrm{Fe}^{3+} há menos elétrons para repulsão mútua e, portanto, cada elétron “sente” mais fortemente a atração do núcleo do que em \mathrm{Fe}^{2+}.

Passo 4

Como \mathrm{Fe}^{3+} possui carga positiva maior e menos elétrons, seu raio iônico é menor. Logo, o íon com maior raio é \mathrm{Fe}^{2+}.

Resposta

O raio de \mathrm{Fe}^{2+} é maior do que o de \mathrm{Fe}^{3+}.

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