Coloque os seguintes cátions em ordem crescente de dureza:
Passo 1
Beleza, o enunciado manda a gente colocar em ordem crescente de dureza (no sentido HSAB, “hard and soft acids and bases”) quatro espécies de cromo:
Cr⁰, Cr²⁺, Cr³⁺ e Cr⁶⁺.
Conteúdo: química inorgânica – conceito de dureza de ácidos de Lewis (HSAB).
O que vamos precisar: entender que “dureza” aqui significa alta densidade de carga (carga sobre pequeno raio), e que, quanto maior a carga e quanto menor o raio iônico, mais “duro” é o cátion.
Cr⁰, Cr²⁺, Cr³⁺ e Cr⁶⁺.
Conteúdo: química inorgânica – conceito de dureza de ácidos de Lewis (HSAB).
O que vamos precisar: entender que “dureza” aqui significa alta densidade de carga (carga sobre pequeno raio), e que, quanto maior a carga e quanto menor o raio iônico, mais “duro” é o cátion.
Passo 2
Teoria HSAB rapidinho:
– Ácidos duros (hard acids) têm muita densidade de carga e preferem bases duras.
– Ácidos suaves (soft acids) têm baixa densidade de carga.
No nosso caso, esses “ácidos” são íons de Cr em diferentes estados de oxidação. Para medir densidade de carga, a gente pode pensar em algo como
– Ácidos duros (hard acids) têm muita densidade de carga e preferem bases duras.
– Ácidos suaves (soft acids) têm baixa densidade de carga.
No nosso caso, esses “ácidos” são íons de Cr em diferentes estados de oxidação. Para medir densidade de carga, a gente pode pensar em algo como
onde
é a carga do íon e
é o raio iônico. Quanto maior
, mais duro é o cátion.
Passo 3
Agora, veja como a oxidação afeta carga e raio:
- Cr⁰ é átomo neutro, carga
, densidade de carga praticamente zero → bem “macio” (soft). - Cr²⁺ tem
; raio ainda médio → densidade de carga moderada. - Cr³⁺ tem
; raio menor que em +2 → densidade de carga maior que em +2. - Cr⁶⁺ tem
; raio bem pequeno, densidade de carga altíssima → mais duro de todos.
Passo 4
Bastou comparar as densidades de carga relativas:
Cr⁰ (menor densidade) < Cr²⁺ < Cr³⁺ < Cr⁶⁺ (maior densidade).
Cr⁰ (menor densidade) < Cr²⁺ < Cr³⁺ < Cr⁶⁺ (maior densidade).
Resposta
Ordem crescente de dureza: