Conceitue o que são íons isoeletrônicos e como é a relação de raio iônico entre esses íons. A partir disso, coloque em ordem decrescente de raio iônico:
,
.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (1) conceituar o que são íons isoeletrônicos e explicar como se relacionam os raios iônicos entre íons isoeletrônicos; (2) usar esse entendimento para ordenar, em ordem decrescente de raio iônico, as espécies
.\n
Informações que o enunciado dá (ou que são óbvias dos símbolos): todas as espécies são ânions com carga . Não há outras informações numéricas fornecidas.
Informações que o enunciado dá (ou que são óbvias dos símbolos): todas as espécies são ânions com carga
Passo 2
O que significa “íons isoeletrônicos” — definição prática e como contar elétrons.\n
- Íons isoeletrônicos são espécies (átomos, íons ou moléculas) que têm o mesmo número total de elétrons. Em outras palavras, isoeletrônico = mesma quantidade de elétrons.\n
- Fórmula prática para contar elétrons de uma espécie: se
é o número atômico (número de prótons, igual ao número de elétrons no átomo neutro) e é a carga do íon (com sinal), então o número de elétrons é
Exemplo: para um ânion com carga
(ou seja,
), temos
.\n
- Aplicando aos íons do enunciado (usando os números atômicos conhecidos):
. Logo:
Observação importante: esses quatro ânions NÃO são isoeletrônicos entre si (cada um tem um número diferente de elétrons). Cada um, porém, é isoeletrônico com um gás nobre correspondente:
com Ne (10 e),
com Ar (18 e),
com Kr (36 e) e
com Xe (54 e).
Passo 3
Princípios que governam o raio iônico (aulas rápidas e didáticas, sem pular etapas).\n
- O raio iônico é a “distância” média entre o núcleo e a camada externa de elétrons de um íon. Não é uma medida precisa como um número único universal, mas existem tendências firmes.\n
- Dois fatores principais que determinam o tamanho de um íon:
- Número de camadas eletrônicas (nível principal
). Quanto maior (ou seja, quanto mais abaixo na tabela periódica), mais “andares” de elétrons e maior o raio porque os elétrons externos ficam mais afastados do núcleo. - Carga efetiva do núcleo sobre os elétrons de valência, chamada
. Quanto maior , mais forte é a atração nuclear e menor é o raio (elétrons puxados para mais perto).\n
- Número de camadas eletrônicas (nível principal
- Em uma série isoeletrônica (mesmo número de elétrons), a diferença de tamanho entre íons é dominada por
: maior carga nuclear (maior ) → maior atração → elétrons mais comprimidos → menor raio. Exemplo clássico:
todas essas espécies têm 10 elétrons; o raio cresce à medida que a carga nuclear efetiva diminui (ou, equivalentemente, à medida que o excesso de carga negativa aumenta, aumentando repulsões eletrônicas e expandindo o íon).\n
- Em contraste, para íons com a mesma carga mas pertencentes a períodos diferentes (mesma carga formal, mas diferentes
), o número de camadas é o fator dominante: quanto maior o período (mais baixo na coluna), maior o raio. Ou seja, para ânions na mesma família, o raio cresce ao descer no grupo.
Passo 4
Aplicando os princípios ao conjunto dado e justificando a escolha do critério.\n
- Observação: como visto no Passo 2, as espécies não são isoeletrônicas entre si; portanto a regra de comparação entre isoeletrônicos (usar
) não é diretamente aplicável aqui para compará‑las entre si. Em vez disso, todas têm a mesma carga e pertencem ao mesmo grupo (grupo 16), então o critério mais simples, claro e correto é comparar o número de camadas eletrônicas (o período): quanto maior o período, maior o raio.\n - Ordem dos períodos:
está no período 2, no período 3, no 4 e no 5. Isso significa que tem mais camadas ocupadas que , que por sua vez tem mais que , e assim por diante.\n - Intuição física: cada camada extra adiciona distância média do elétron mais externo ao núcleo e aumenta o efeito de blindagem (shielding), reduzindo a atração efetiva do núcleo sobre os elétrons externos — resultado: maiores raios. Portanto:
Passo 5
Resumo final e observações práticas para a prova (dicas rápidas que você pode aplicar na hora).\n
- Regra prática que caí muito em prova: para íons isoeletrônicos compare a carga nuclear efetiva (maior
→ menor raio). Para íons da mesma família e mesma carga compare o período (quanto mais abaixo, maior o raio).\n - Aplicando essa regra ao seu conjunto (mesma carga
, família do oxigênio): desça no grupo → raio aumenta. Assim a ordem decrescente (do maior para o menor) é a do passo anterior.