Selecionar a melhor opção e indicar resumidamente a justificativa para sua escolha:
a. Menor raio:
b. Maior volume:
c. Menor energia de ionização:
d. Maior afinidade eletrônica:
a. Menor raio:
b. Maior volume:
c. Menor energia de ionização:
d. Maior afinidade eletrônica:
Passo 1
O enunciado pede que eu escolha a melhor alternativa entre (a), (b), (c) e (d) e justifique resumidamente a escolha. As alternativas são:
a. Menor raio:
b. Maior volume:
c. Menor energia de ionização:
d. Maior afinidade eletrônica:
b. Maior volume:
c. Menor energia de ionização:
d. Maior afinidade eletrônica:
Vou interpretar cada alternativa como uma afirmação sobre qual espécie tem maior/menor propriedade entre as listadas (por exemplo, em (b) a ideia é que a ordem proposta indica que
tem maior volume que
, que por sua vez tem maior volume que
). A tarefa é escolher a alternativa cuja afirmação está correta e justificar por que isso é verdade.
Passo 2
Conceitos e tendências periódicas essenciais (explicação didática e simples):
-
Raio atômico/iónico: é uma medida do tamanho da nuvem eletrônica em torno do núcleo. Tendência geral: ao descer um grupo (coluna) os raios aumentam; ao ir da esquerda para a direita numa mesma linha (período) os raios tendem a diminuir por causa do aumento da carga nuclear efetiva (
), que puxa os elétrons mais perto do núcleo. -
Volume x raio: se tratarmos aproximadamente os átomos/íons como esferas, o volume está relacionado ao raio por
ou seja, um aumento no raio dá um aumento forte no volume (cresce com
).
-
Íons isoeletrônicos (mesmo número de elétrons): quando duas espécies têm a mesma configuração eletrônica, aquela com maior carga nuclear efetiva (mais prótons) atrai os elétrons com mais força e fica menor; aquela com menor carga nuclear efetiva é maior. Por exemplo,
, e são isoeletrônicos (todos com 18 elétrons), mas têm núcleos com diferentes cargas. -
Energia de ionização (EI): é a energia para retirar um elétron. Tendência: EI diminui ao descer um grupo (elétrons mais afastados, menos atraídos). Portanto, entre
, , a menor EI é do mais baixo na coluna ( ). -
Afinidade eletrônica (AE): é a energia liberada ao ganhar um elétron (maior afinidade = mais favorável receber elétron). Entre halogênios, em geral a afinidade diminui ao descer o grupo:
(com tendo anomalias relativas).
Passo 3
Avaliação da alternativa (b) com detalhe (porque ela envolve íons isoeletrônicos — bom lugar para ensinar com clareza):
As espécies
,
e
têm todas 18 elétrons (são isoeletrônicas). Compare núcleos:
-
: número atômico (16 prótons) e ganhou 2 elétrons — carga nuclear efetiva relativamente menor sobre cada elétron. -
: (18 prótons), neutro. -
: (20 prótons) e perdeu 2 elétrons — carga nuclear efetiva maior por elétron.
Como maior
atrai mais os elétrons e diminui o raio, a ordem de raios (e portanto de volumes) será
Pela fórmula do volume de esfera, isso implica também maior volume para
. Logo a afirmação da alternativa (b) está correta.
Passo 4
Verificação rápida das outras alternativas (para eliminar dúvidas):
-
Alternativa (a): entre
, e (mesmo período), o raio tende a diminuir com o aumento do número atômico. Assim o menor raio é de , não de . Se a alternativa sugere que a ordem escrita indica corretamente o menor raio, então está incorreta (a menos que a intenção fosse apenas listar as espécies, mas a ordem dada não corresponde à afirmação “menor raio” se interpretada como primeiro tendo o menor). -
Alternativa (c): entre
, , a menor energia de ionização é realmente de (desce o grupo → EI diminui). A afirmação é verdadeira no sentido de que tem a menor EI, mas depende de como a alternativa foi escrita (se a ordem quer afirmar algo específico). Ainda assim, (c) não envolve o conceito isoeletrônico claro como em (b). -
Alternativa (d): entre halogênios
, , a maior afinidade eletrônica é de (afinidade costuma diminuir descendo o grupo), então (d) também está correta como afirmação isolada.
Resumo: várias afirmações são, em essência, verdadeiras como tendências, mas a alternativa (b) é a que apresenta um exemplo clássico e inequívoco baseado em isoeletrônicos, o que facilita justificativa curta e firme.
Passo 5
Motivo final da escolha (resumo convincente, curto e amigável):
A alternativa (b) apresenta três espécies isoeletrônicas (
,
,
), então a comparação de tamanhos é direta pelo número de prótons: menos prótons → menor atração → elétrons mais espalhados → maior raio e, portanto, maior volume. Isso dá a ordem clara
para raios e volumes, comprovando que (b) é a melhor opção.
Resposta
b