Exercícios Resolvidos de Raio Atômico e Raio Iônico

UFG - Lista de Exercícios de Química Geral. Professora Helen. Questão 19.

O Brasil é o campeão mundial da reciclagem de alumínio, colaborando com a preservação do meio ambiente. Por outro lado, a obtenção industrial do alumínio sempre foi um processo caro, consumindo grande quantidade de energia. No passado, a obtenção industrial do alumínio já foi tão cara que, apenas em ocasiões especiais, Napoleão III usava talheres de alumínio. Com relação ao alumínio, pede-se:

  1. Qual a configuração eletrônica do cátion do alumínio isoeletrônico ao gás neônio.
  2. Compare o íon Al3+ com os íons Na+ e Mg2+, ordenando as três espécies em ordem crescente de raio iônico.

Passo 1

a) O alumínio tem número atômico 13. Então sua configuração eletrônica é assim:

A l :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 1 13  

E o neônio, de número atômico 10, é assim:

N e :   1 s 2   2 s 2   2 p 6 10  

Pro alumínio ficar isoeletrônico em relação ao neônio, ele deve perder 3 elétrons, formando o cátion Al3+:

A l 3 + :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   13  

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

b) Vamos ver a configuração eletrônica desses caras e ver se a gente consegue tirar alguma conclusão sobre os raios.

A l 3 + :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   13  

N a + :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   11  

M g 2 + :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   12  

Beleza. Os três tem a mesma configuração eletrônica. Então os elétrons estão ocupando os mesmos subníveis.

Raio iônico é a distância do núcleo em relação ao último elétron (o mais distante) da eletrosfera de um íon.

Como todos os cátions acima apresentam o último elétron no mesmo orbital, a gente vai ter que olhar pros núcleos desses caras.

Algum palpite de quem “puxa os elétrons pra mais perto de si”?

Vai puxar mais quem tiver mais prótons no núcleo e maior carga catiônica.

Então o núcleo do alumínio puxa os elétrons mais do que o núcleo do magnésio que puxa mais do que o núcleo do sódio.

Puxar os elétrons significa manter eles mais perto, diminuindo o raio do íon, assim nesse caso, quem tem a maior carga do núcleo vai ter o menor raio atômico.

A ordem de tamanho do raio iônico fica assim:

A l 3 + < M g 2 + < N a +

Resposta

a) A l 3 + :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   13  

b) A l 3 + < M g 2 + < N a +

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