comente o fato que entre os cátions do grupo 1, Li+ é o mais fortemente solvatado em solução aquosa, mesmo embora a primeira camada da esfera de coordenação apenas contenha 4 moléculas de água comparado a 6 para cada um dos outros membros do grupo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede pra gente comentar por que o íon Li⁺, que faz parte do grupo 1 da tabela periódica, é o mais fortemente solvatado em solução aquosa. Isso mesmo, mesmo tendo só 4 moléculas de água na camada de coordenação, enquanto os outros íons do grupo geralmente têm 6. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre solvatização, energia de hidratação e o tamanho dos íons.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que solvatização é o processo pelo qual íons são cercados por moléculas de solvente, nesse caso, água. A energia de hidratação é a energia liberada quando um íon se dissolve na água. Quanto maior essa energia, mais fortemente o íon é solvatado.
Passo 3
Agora, os íons do grupo 1, como Li⁺, Na⁺, K⁺, etc., têm todas uma carga de +1, mas diferem no tamanho. O Li⁺ é o menor desses íons, ou seja, tem um raio iônico menor. Um raio menor significa que o íon tem uma maior densidade de carga, porque a mesma carga está concentrada em um espaço menor.
Passo 4
Devido ao seu pequeno tamanho e alta densidade de carga, o Li⁺ atrai as moléculas de água com mais força. Mesmo que ele tenha menos moléculas de água na sua camada de coordenação (4 moléculas), a interação mais intensa entre o íon e cada molécula de água compensa essa menor quantidade, resultando em uma energia de hidratação maior.
Passo 5
Além disso, a alta densidade de carga do Li⁺ faz com que a água se organize mais rigidamente ao seu redor, aumentando a estabilidade da solução. Nos outros íons do grupo 1, que são maiores e têm menor densidade de carga, mais moléculas de água são necessárias para estabilizar o íon, mas cada interação é mais fraca comparada ao Li⁺.
Resposta
Então, mesmo com apenas 4 moléculas de água na camada de coordenação, o Li⁺ é o mais fortemente solvatado entre os cátions do grupo 1 devido ao seu pequeno tamanho e alta densidade de carga, que resultam em interações mais fortes com as moléculas de água.