Explique a variação do raio de um átomo e seu respectivo íon (cátion e ânion).
Para um átomo e seu cátion, ocorre uma diminuição do reio ao perder elétrons por tem-se uma aumento da carga nuclear efetiva, já para um átomo e seu ânion ocorre um aumento no tamanho devido ao aumento da carga eletrônica.

Passo 1

O enunciado pede para explicar como varia o raio ao formar o cátion e o ânion de um mesmo átomo. O conteúdo é tendência periódica de raios atômicos e iônicos, envolvendo dois conceitos principais: a carga nuclear efetiva e a repulsão entre elétrons.

Passo 2

O raio atômico é a distância média entre o núcleo e a camada mais externa de elétrons. A carga nuclear efetiva, \displaystyle Z_{\text{ef}}, é a carga do núcleo percebida por cada elétron, aproximada por
Z_{\text{ef}} \approx Z - S,
onde Z é o número atômico e S é o fator de blindagem dos outros elétrons.

Passo 3

Para formar um cátion, retira-se um ou mais elétrons do átomo neutro. Isso provoca dois efeitos simultâneos:
  1. Diminui S, pois há menos elétrons para fazer blindagem.
  2. Aumenta \displaystyle Z_{\text{ef}} por elétron remanescente.
    Com elétrons mais fortemente atraídos pelo núcleo e menor repulsão entre camadas, o raio iônico do cátion é menor que o do átomo neutro.

Passo 4

Para formar um ânion, adiciona-se um ou mais elétrons ao átomo neutro. Isso causa:
  1. Aumento de S, pois há mais elétrons para fazer blindagem.
  2. Aumento da repulsão elétron-elétron na camada externa.
    Esses elétrons extras ficam menos presos ao núcleo (menor \displaystyle Z_{\text{ef}} por elétron) e se afastam mais, resultando num raio iônico do ânion maior que o do átomo neutro.

Resposta

O cátion é menor que o átomo neutro porque, ao perder elétrons, a carga nuclear efetiva por elétron aumenta e reduz a repulsão eletrônica. O ânion é maior que o átomo neutro porque, ao ganhar elétrons, a blindagem e a repulsão entre elétrons aumentam, expandindo a nuvem eletrônica.

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