Explique o efeito de polarizabilidade considerando os tipos de íons envolvidos.
Passo 1
O enunciado pede para explicar o efeito de polarizabilidade em compostos iônicos, ou seja, como a capacidade de deformar a nuvem eletrônica de um íon (polarizabilidade) e a força de distorção exercida pelo outro íon (poder polarizante) dependem dos tipos de íons envolvidos. O conteúdo é ligações iônicas e as regras de Fajans.
Passo 2
Definimos polarizabilidade como a facilidade com que a nuvem eletrônica de um íon pode ser distorcida por um campo elétrico externo (ou pela carga de um cátion vizinho). Ions com nuvem eletrônica mais “solta” (maior raio, maior carga negativa) são mais polarizáveis.
Passo 3
Identificamos o poder polarizante de um cátion pela sua densidade de carga: carga elevada e raio pequeno geram alta densidade de carga. Exemplos de cátions fortemente polarizantes são
,
e
. Quanto maior a carga e menor o raio do cátion, maior sua capacidade de atrair e distorcer a nuvem do ânion.
Passo 4
Identificamos a polarizabilidade do ânion pelo seu tamanho e carga: ânions grandes e com carga maior têm elétrons mais afastados do núcleo, logo sua nuvem é mais fácil de distorcer. Exemplos de ânions altamente polarizáveis são
,
e
. Quanto maior o raio e maior a carga negativa, maior a polarizabilidade.
Passo 5
Na aproximação entre cátion e ânion, um cátion com alto poder polarizante deforma significativamente o ânion muito polarizável. Isso desloca o centro de cargas do ânion, resultando em sobreposição parcial das nuvens de elétrons e aumento do caráter covalente da ligação. Compostos como
exibem caráter covalente maior que
porque
polariza fortemente o
.
Passo 6
Esse aumento de caráter covalente afeta propriedades macroscópicas: reduz a energia de rede comparada a um íon puramente iônico, tende a diminuir o ponto de fusão e alterar solubilidade e dureza.
Resposta
O efeito de polarizabilidade surge da combinação de um cátion de alta densidade de carga (pequeno e/ou multivalente) com um ânion de nuvem eletrônica difusa (grande e/ou com carga alta), levando à distorção da nuvem do ânion, aumento do caráter covalente da ligação e consequentes mudanças nas propriedades físicas do composto.