Para as espécies isoeletrônicas: \mathrm{Na}^{+}, \mathrm{A}^{3+}, \mathrm{Mg}^{2+}, considere as seguintes afirmações:
I. O íon \mathrm{A} \ell^{3+} é o de menor raio entre os íons apresentados.
II. O íon \mathrm{Na}^{+}é o de menor raio entre os íons apresentados.
III. A ordem decrescente em tamanho para esses íons é: \mathrm{Na}^{+}, \mathrm{Mg}^{2+}, \mathrm{Al}^{3+}
Assinale a alternativa que apresenta (a)s afirmativa(s) correta(s).
a) II e III.
b) I ell.
c) I.
d) II.
e) I e III.

Passo 1

O enunciado dá as espécies isoeletrônicas \mathrm{Na}^{+}, \mathrm{Mg}^{2+} e \mathrm{Al}^{3+} e pede que se avalie quais das afirmações I, II e III são corretas:
  • I. O íon \mathrm{Al}^{3+} é o de menor raio entre os íons apresentados.
  • II. O íon \mathrm{Na}^{+} é o de menor raio entre os íons apresentados.
  • III. A ordem decrescente em tamanho para esses íons é: \mathrm{Na}^{+}, \mathrm{Mg}^{2+}, \mathrm{Al}^{3+}.
Informações relevantes fornecidas:
  • As três espécies são isoeletrônicas (têm o mesmo número de elétrons).
  • Precisamos determinar, a partir disso, quais afirmações são verdadeiras.

Passo 2

Calcular o número de elétrons de cada íon (usa-se \text{elétrons} = Z - \text{carga positiva}é, onde Z é o número atômico):
  • Para \mathrm{Na}^{+}: Z_{\mathrm{Na}}=11, elétrons =11-1=10.
  • Para \mathrm{Mg}^{2+}: Z_{\mathrm{Mg}}=12, elétrons =12-2=10.
  • Para \mathrm{Al}^{3+}: Z_{\mathrm{Al}}=13, elétrons =13-3=10.
Conclusão deste passo: todas as três espécies têm 10 elétrons, confirmando que são isoeletrônicas.

Passo 3

Entender a ideia física por trás do tamanho em séries isoeletrônicas (aula rápida e prática):
  • Quando espécies são isoeletrônicas, elas têm a mesma distribuição eletrônica em termos de quantidade de elétrons; portanto, o efeito de blindagem (shielding) interno sobre esses elétrons é aproximadamente similar entre elas.
  • A diferença importante é o número de prótons Z no núcleo. Quanto maior Z, maior a atração elétrica (coulombiana) que puxa os elétrons para mais perto do núcleo, reduzindo o raio.
  • Assim, para uma série isoeletrônica, o raio ionic tende a diminuir quando Z aumenta. Em palavras simples: mais prótons = puxão maior = nuvem eletrônica mais apertada = raio menor.

Passo 4

Aplicar o conceito aos nossos íons, usando os números atômicos já mencionados:
  • Z_{\mathrm{Na}}=11
  • Z_{\mathrm{Mg}}=12
  • Z_{\mathrm{Al}}=13
Como Z cresce na ordem \mathrm{Na}<\mathrm{Mg}<\mathrm{Al}, o raio deve diminuir nessa ordem. Portanto a ordem decrescente (do maior para o menor) em tamanho é:
\mathrm{Na}^{+} > \mathrm{Mg}^{2+} > \mathrm{Al}^{3+}.

Passo 5

Verificação das afirmações com base na ordem encontrada:
  • I. “O íon \mathrm{Al}^{3+} é o de menor raio” — isso é verdadeiro, pois \mathrm{Al}^{3+} tem maior Z e atrai mais fortemente os 10 elétrons.
  • II. “O íon \mathrm{Na}^{+} é o de menor raio” — isso é falso; \mathrm{Na}^{+} é o maior entre os três.
  • III. "A ordem decrescente em tamanho é: \mathrm{Na}^{+}, \mathrm{Mg}^{2+}, \mathrm{Al}^{3+}" — isso é verdadeiro e coincide com o raciocínio do Passo 4.

Passo 6

Conclusão: as afirmações corretas são I e III.

Resposta

e) I e III.

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