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 (
) aumenta. A fórmula simplificada é
onde
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
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).