Ordenar os íons
em ordem decrescente de tamanho. Justificar respostas.
Passo 1
O enunciado pede para ordenar os íons
e
em ordem decrescente de tamanho e justificar a resposta.
Informações dadas (explicitamente): os dois íons são cátions com carga .
Informações implícitas que podemos usar: ambos pertencem ao mesmo grupo da Tabela Periódica (metais alcalino-terrosos) e vêm de átomos neutros diferentes ( e
).
Informações dadas (explicitamente): os dois íons são cátions com carga
Informações implícitas que podemos usar: ambos pertencem ao mesmo grupo da Tabela Periódica (metais alcalino-terrosos) e vêm de átomos neutros diferentes (
Passo 2
Entender o que significa “tamanho” aqui: normalmente em química inorgânica comparamos raios iônicos (distância média entre o centro do íon e os elétrons externos). O raio iônico tende a:
- aumentar quando subimos na mesma coluna? Na verdade não — aumenta ao descer a coluna (quanto maior o número quântico principal dos elétrons externos, maior o raio);
- para íons com mesma carga e diferentes níveis eletrônicos, o número de camadas eletrônicas (n) é determinante: maior
→ elétrons mais afastados do núcleo → raio maior.
Passo 3
Localização na Tabela Periódica e configuração eletrônica simplificada:
- O magnésio neutro tem número atômico
; tem configuração de gás nobre , ou seja, seus elétrons ocupam até . - O cálcio neutro tem número atômico
; tem configuração , ou seja, seus elétrons ocupam até .
Portanto, os elétrons de valência (ou a camada externa efetiva) em
estão no nível
, enquanto em
estão no nível
.
Passo 4
Explicação física didática (sem pular etapas): por que o nível
importa tanto?
- Cada nível principal
corresponde a uma “camada” eletrônica mais afastada do núcleo. Mesmo que haja maior carga nuclear efetiva em átomos mais pesados, um elétron no nível fica, em média, mais distante do núcleo do que um elétron no nível . - A carga positiva do íon (a perda de elétrons) faz com que o raio diminua em relação ao átomo neutro, mas não altera o fato de que ter uma camada adicional (nível
maior) dá um raio maior quando comparamos íons da mesma carga em diferentes linhas da tabela.
Passo 5
Comparando diretamente:
-
: elétrons até → menor distância média ao núcleo. -
: elétrons até → maior distância média ao núcleo.
Logo, mesmo tendo a mesma carga
,
tem maior raio iônico que
.
Passo 6
Exemplo numérico (opcional, para fixar): valores típicos de raios iônicos em coordenação VI são aproximadamente
e
. Esses números confirmam a conclusão qualitativa anterior (mas na prova você normalmente justifica sem decorar números).
Passo 7
Conclusão clara sobre a ordem decrescente de tamanho: o maior é
e o menor é
. Vou repetir isso de forma direta na resposta final.