Questão 19. Para cada situação abaixo, escolha a espécie química mais adequada e justifique a sua escolha.
maior raio: \mathrm{S}^{2-}, \mathrm{Ar}, \mathrm{Ca}^{2+}

Passo 1

O enunciado pede para escolher, entre \mathrm{S}^{2-}, \mathrm{Ar} e \mathrm{Ca}^{2+}, aquela que apresenta o maior raio. O conteúdo envolvido é o estudo de raios atômicos e iônicos, em especial de séries isoeletrônicas, e usaremos o conceito de carga nuclear efetiva para comparar cada espécie.

Passo 2

Observamos que \mathrm{S}^{2-}, \mathrm{Ar} e \mathrm{Ca}^{2+} têm todas 18 elétrons, ou seja, formam uma série isoeletrônica. Numa série isoeletrônica o raio diminui à medida que a carga nuclear efetiva aumenta, porque os elétrons são atraídos com maior força pelo núcleo. As cargas nucleares (número atômico Z) são:
Z(\mathrm{S})=16,\quad Z(\mathrm{Ar})=18,\quad Z(\mathrm{Ca})=20.
Ao formar \mathrm{S}^{2-} a carga nuclear permanece +16 mas há dois elétrons extras, reduzindo a atração por elétron; em \mathrm{Ar} a atração está em equilíbrio; em \mathrm{Ca}^{2+} a carga nuclear é maior +20 para os mesmos 18 elétrons, resultando em maior contração da nuvem eletrônica.

Passo 3

Como menor carga nuclear efetiva leva a menor atração eletrostática e, portanto, a maior expansão do raio, a ordem de raios decresce assim:
r(\mathrm{S}^{2-}) > r(\mathrm{Ar}) > r(\mathrm{Ca}^{2+}).

Resposta

\mathrm{S}^{2-}, pois entre as três espécies isoeletrônicas ela tem a menor carga nuclear efetiva, resultando no maior raio.

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