Explique a variação do raio de um átomo e seu respectivo íon (cátion e ânion).

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente entender como muda o raio de um átomo quando ele vira cátion (perde elétron) ou ânion (ganha elétron). Isso é conteúdo de Estrutura Atômica e Tendências Periódicas: vamos usar a ideia de raio atômico, carga nuclear efetiva e repulsão entre elétrons pra explicar.

Passo 2

Primeiro, o que é raio atômico? É basicamente a “distância” média entre o núcleo e a “nuvem” de elétrons na camada de valência. Na tabela periódica, percebemos que, da esquerda pra direita, o raio diminui porque a carga nuclear efetiva ( Zef) aumenta. A fórmula simplificada é
Zef = Z - S
onde Z é a carga nuclear (nº de prótons) e S é o “esconderijo” dos elétrons internos. Quanto maior Zef, mais forte o núcleo puxa os elétrons pra perto e menor o raio.

Passo 3

Agora, quando o átomo vira cátion, ele perde um ou mais elétrons. Menos elétrons = menos repulsão entre eles e a mesma carga positiva no núcleo. Então cada elétron restante “sente” mais a atração do núcleo:
  • Sobe Zef por elétron
  • Diminui a repulsão eletrônica
    Resultado: o raio do cátion é menor que o do átomo neutro.

Passo 4

No caso do ânion, o átomo ganha elétrons. Isso:
  • Aumenta a repulsão entre elétrons na mesma camada
  • Faz o núcleo “concorrer” com mais cargas negativas, então a atração efetiva por elétron cai um pouco
    Com isso, as camadas se expandem e o raio cresce em relação ao átomo neutro.

Resposta

Portanto, de modo geral, r(cátion) < r(átomo neutro) < r(ânion).

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