Porque o raio dos íons isoeletrônicos diminuem com o aumento da carga do núcleo?

Passo 1

O enunciado pergunta por que, em uma série isoeletrônica (mesmo número de elétrons), à medida que a carga nuclear Z aumenta, o raio do íon diminui. Vamos usar o conceito de carga nuclear efetiva e blindagem eletrônica para entender esse comportamento.

Passo 2

Definimos a carga nuclear efetiva como
Zefetiva ;=; Z ;-; S,
onde Z é o número de prótons no núcleo e S é o parâmetro de blindagem causado pelos demais elétrons. Em uma série isoeletrônica, o número total de elétrons é fixo, de modo que S permanece praticamente constante de um íon para outro.

Passo 3

Quando Z aumenta mantendo-se o mesmo número de elétrons, a blindagem S não muda muito, mas Z cresce, gerando um aumento de Zefetiva. Com maior carga nuclear efetiva, a atração sobre os elétrons se intensifica, “puxando” a nuvem eletrônica para mais perto do núcleo e, assim, reduzindo o raio do íon.

Resposta

Em uma série isoeletrônica, ao aumentar a carga nuclear Z sem alterar significativamente a blindagem S, eleva-se a carga nuclear efetiva Zefetiva, o que reforça a atração dos elétrons e faz o raio do íon diminuir.

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