QUESTÃO (
ponto): Para o composto iônico KF , os íons
e
possuem praticamente raios iônicos idênticos, cerca de
cada. O que você pode estimar a respeito do raio atômico relativo de K e F ?
Passo 1
O enunciado dá a seguinte informação:
- Os íons
e têm raios iônicos praticamente idênticos, cerca de .
O que se pede:
- Estimar o que isso nos permite inferir sobre os raios atômicos relativos do átomo neutro de potássio (
) e do átomo neutro de flúor ( ) — ou seja, qual átomo neutro é maior e, se possível, uma estimativa numérica/ordem de grandeza.
Passo 2
Primeiro, entender a diferença qualitativa entre raio atômico e raio iônico (aulas rápidas e amigas).
- O raio atômico de um átomo neutro é uma medida do tamanho da nuvem eletrônica ao redor do núcleo quando o átomo está isolado (existem várias definições: covalente, metálico, van der Waals — aqui usaremos valores típicos para dar intuição).
- O raio iônico é o tamanho do íon formado quando o átomo ganha ou perde elétrons. Ganhar elétron tende a aumentar o tamanho (mais repulsão eletrônica); perder elétron tende a diminuir o tamanho (menos repulsão, maior atração efetiva dos elétrons restantes pelo núcleo).
Resumo prático (sem fórmula ainda):
- Quando
perde um elétron para virar , sua nuvem eletrônica fica mais fortemente atraída pelo núcleo → raio diminui. - Quando
ganha um elétron para virar , há mais repulsão eletrônica entre elétrons da camada externa → raio aumenta.
Passo 3
Aplicando isso ao dado numérico: os íons
e
têm ambos
.
- Como
é resultante da perda de um elétron por , o raio do átomo neutro deve ser significativamente maior do que (porque ao perder o elétron o raio encurta). - Como
é resultante do ganho de um elétron por , o raio do átomo neutro deve ser significativamente menor do que (porque ao ganhar o elétron o raio aumenta).
Conclusão qualitativa imediata: o átomo neutro de potássio é muito maior que o átomo neutro de flúor.
Passo 4
Agora uma explicação física curta (mas didática) do porquê a mudança de tamanho ocorre:
- Conceito de carga nuclear efetiva (
): elétrons internos “blindam” parcialmente o núcleo; cada elétron externo sente uma carga útil menor. Aproximando, o raio de um elétron numa dada camada cresce quando é menor e diminui quando é maior. - Perder um elétron (como
) aumenta por elétron restante, então a nuvem contrai. - Ganhar um elétron (como
) diminui por elétron e aumenta repulsões eletrônicas, então a nuvem expande.
Não é preciso conhecer uma fórmula complicada para a prova; essa ideia qualitativa já resolve muitas questões de comparação de tamanhos.
Passo 5
Estimativa numérica/ordem de grandeza (para você poder escrever algo concreto na prova).
- Valores típicos usados em tabelas (apenas para ter números razoáveis e comparáveis):
- Raio iônico:
(dado do enunciado). - Raio atômico típico de
(raio metálico/covalente típico): tem cerca de (ordem de grandeza para um metal alcalino grande). - Raio atômico típico de
(raio covalente/atômico): tem cerca de .
- Raio iônico:
Esses números são consistentes com a ideia: ao perder o elétron
vai de
para
(uma grande contração); ao ganhar o elétron
vai de
para
(quase dobra de tamanho).
Passo 6
Calculemos uma razão simples para quantificar a diferença:
- Razão aproximada entre os raios atômicos neutros:
Isto diz que o átomo neutro de potássio é, aproximadamente, quatro a cinco vezes maior que o átomo neutro de flúor.
Passo 7
Resumo final em linguagem de prova (curto e direto, pronto para copiar):
- Os íons
e terem raios iguais indica que os átomos neutros originais tinham tamanhos bem diferentes: era muito maior que . - Estimativa numérica:
e , logo .
Resposta
O átomo neutro de K é muito maior que o átomo neutro de F. Estimativa típica:
e
, logo
.