Explique o motivo do raio de um íon positivo ser menor que o raio do respectivo átomo.
Compare os seguintes elementos Sódio e Magnésio com relação as seguintes propriedade atômicas: raio, primeira energia de ionização, afinidade eletrônica e carga iônica mais comum.

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
  1. Entender por que o raio de um íon positivo é menor que o raio do átomo neutro correspondente.
  2. Comparar, para os elementos sódio e magnésio, quatro propriedades: raio atômico, primeira energia de ionização, afinidade eletrônica e carga iônica mais comum.
    O conteúdo envolve tendências periódicas (variação de raio, energia de ionização e afinidade eletrônica ao longo do período) e conceito de raio iônico.

Passo 2

Quando um átomo perde um elétron para formar um cátion, a carga nuclear Z permanece a mesma, mas o número de elétrons e^- diminui. Com menos repulsão entre elétrons e mesma atração do núcleo, a carga efetiva por elétron
Z_{\rm eff} \approx Z - \text{(e\textsuperscript{–} de blindagem)}
aumenta, puxando as camadas eletrônicas para mais perto do núcleo. Consequentemente, o raio iônico fica menor que o raio atômico.

Passo 3

No mesmo período, o raio atômico diminui da esquerda para a direita porque o aumento de Z sem ganho de nova camada faz Z_{\rm eff} crescer e contrair as orbitais. Logo,
R(\mathrm{Na}) > R(\mathrm{Mg}).

Passo 4

A primeira energia de ionização \mathrm{IE}_1 é a energia necessária para remover o elétron mais externo. Como \mathrm{Mg} tem maior Z_{\rm eff}, prende melhor o elétron. Assim,
\mathrm{IE}_1(\mathrm{Mg}) > \mathrm{IE}_1(\mathrm{Na}).

Passo 5

A afinidade eletrônica \mathrm{EA} mede a energia liberada ao adicionar um elétron. O sódio recebe o elétron na camada 3p semi-vazia com liberação moderada, enquanto o magnésio teria que colocar o elétron na 3p já parcialmente ocupada, liberando muito pouca energia (ou até exigindo energia). Portanto, em valor absoluto:
|\mathrm{EA}(\mathrm{Na})| > |\mathrm{EA}(\mathrm{Mg})|,
e de fato \mathrm{EA}(\mathrm{Na})\approx -53\\ \mathrm{kJ/mol} e \mathrm{EA}(\mathrm{Mg})\approx 0\\ \mathrm{kJ/mol}.

Passo 6

A carga iônica mais comum reflete quantos elétrons o átomo tende a perder para atingir configuração de gás nobre: \mathrm{Na} perde 1 elétron → \mathrm{Na}^+. \mathrm{Mg} perde 2 elétrons → \mathrm{Mg}^{2+}.

Resposta

  • Raio atômico: R(\mathrm{Na}) > R(\mathrm{Mg}).
  • Primeira energia de ionização: \mathrm{IE}_1(\mathrm{Mg}) > \mathrm{IE}_1(\mathrm{Na}).
  • Afinidade eletrônica: \mathrm{EA}(\mathrm{Na}) é mais exotérmica (≈ -53\\ \mathrm{kJ/mol}) que \mathrm{EA}(\mathrm{Mg}) (≈ 0\\ \mathrm{kJ/mol}).
  • Carga iônica mais comum: \mathrm{Na}^+ e \mathrm{Mg}^{2+}.

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