O íon mais comum ao alumínio é o cátion 3+. No caso do índio, o íon mais comum é cátion 1+. Explique.

Passo 1

O enunciado nota que o alumínio (grupo 13) forma quase sempre o cátion Al^3+, enquanto o índio (mesmo grupo) aparece com mais frequência como In^+. O conteúdo envolvido é química inorgânica: estados de oxidação, energias de ionização e o chamado “efeito do par inerte”. Vamos usar configuração eletrônica e tendências periódicas para entender por que Al prefere o estado +3 e In prefere +1.

Passo 2

Começamos pelas configurações eletrônicas no átomo neutro:
Al:;[Ne],3s^2,3p^1 In:;[Kr],4d^10,5s^2,5p^1
Para gerar o cátion M^3+ remove-se os três elétrons de valência (o elétron p e os dois elétrons s); para M^+ só se remove o elétron p. A energia de ionização necessária cresce muito ao passar de M^+ para M^2+ e de M^2+ para M^3+.

Passo 3

Em alumínio, embora a terceira energia de ionização seja alta, a forte atração do íon Al^3+ pelos ânions (altas energias reticulares e de solvatação) compensa o custo. Já em índio, a remoção dos elétrons 5s^2 (para chegar a In^3+) exige energia extra ainda maior, pois esses elétrons estão mais estabilizados. Assim, eliminar apenas o elétron 5p para formar In^+ fica energeticamente bem menos custoso.

Passo 4

A estabilização extra dos elétrons ns^2 nos elementos mais pesados do bloco p é conhecida como efeito do par inerte. No índio, os elétrons 5s sofrem contração relativística e são pouco blindados pelos elétrons 4d, tornando-se “inertes” à ionização. Por isso, o estado +1 (que não exige mexer nos 5s) fica mais estável que o +3.

Passo 5

Resumindo: em alumínio a remoção de três elétrons é suficientemente compensada pelas energias de retículo e solvatação, consolidando Al^3+. Em índio, o par de elétrons 5s^2 resiste à ionização (efeito do par inerte), de modo que só o elétron 5p é perdido com facilidade, e o cátion In^+ torna-se o mais comum.

Resposta

O alumínio, por ter elétrons de valência menos estabilizados, forma facilmente Al^3+, cujas altas energias reticulares e de solvatação compensam o custo de ionização. Já o índio sofre efeito do par inerte nos elétrons 5s^2, que ficam estabilizados por contração relativística e mau blindamento; assim só o elétron 5p é perdido com baixo gasto energético, tornando o cátion In^+ o mais comum.

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