Levando em consideração as atrações núcleo elétrons de Valência e as repulsões elétron elétron por que o raio atômico de flúor é menor que o raio iônico do Ânion flúor?
Soluções para a tarefa
No texto “Raio atômico: o tamanho do átomo” é bem explicado que o raio atômico (r) é basicamente a metade da distância (d) entre dois núcleos de átomos vizinhos, considerando-se os átomos como esferas. Mostrou-se também que o raio atômico é uma propriedade periódica que aumenta de cima para baixo e da direita para a esquerda na Tabela Periódica.
Agora, neste texto, vamos ver o que ocorre com o raio atômico quando o átomo perde ou ganha elétrons, isto é, quando se transforma em um íon. Se o átomo do elemento no estado fundamental perder um ou mais elétrons, ele ficará com uma carga positiva (porque os elétrons são negativos) e será chamado de cátion. Caso contrário, se o átomo ganhar um ou mais elétrons, ele ficará com a carga negativa e será denominado ânion.
Observe como ocorre a variação do tamanho do raio atômico em cada caso:
Raio atômico em relação ao raio do cátion:
Raio atômico em relação ao raio do cátion
O raio atômico diminui quando o átomo se transforma em um cátion porque ele perdeu elétrons e sua carga nuclear efetiva (Zef) aumentou. A carga nuclear efetiva corresponde à carga nuclear, isto é, o número de prótons, menos a blindagem que é exercida pelos elétrons intermediários, que ficam entre o núcleo e os elétrons da camada mais externa.
Zef = prótons – elétrons intermediários
Por exemplo, considere o átomo de sódio no estado fundamental. Ele possui 11 prótons e 11 elétrons, sendo que esses elétrons estão distribuídos em três camadas eletrônicas da seguinte forma: 2 – 8 – 1.
Átomo de sódio
Visto que os elétrons intermediários são 2 – 8, isto é, 10, então temos que a carga nuclear efetiva do sódio é de +1:
Zef = + 11 – 10
Zef = +1
Já o átomo de cloro possui uma carga nuclear efetiva maior, pois ele também possui três camadas eletrônicas, mas tem 17 prótons e 17 elétrons no estado fundamental, sendo a sua distribuição eletrônica igual a 2 - 8 – 7:
Zef = + 17 – 10
Zef = +7
Quanto maior a carga nuclear efetiva, maior será a atração do núcleo sobre os elétrons e menor será o raio. Nos exemplos acima, o cloro tem o raio atômico menor que o do sódio.
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Relação entre carga nuclear efetiva e tamanho do raio atômico
Agora pense, por exemplo, no caso de o átomo de sódio perder seu elétron na camada de valência, tornando-se um cátion. Nesse caso, a sua carga nuclear efetiva irá aumentar e, consequentemente, o seu raio atômico irá diminuir:
Zef = + 11 – 2
Zef = +9
Raio atômico em relação ao raio do ânion:
Raio atômico em relação ao raio do ânion
Neste caso, a carga nuclear efetiva não se altera. Veja o caso do cloro, por exemplo: digamos que ele receba um elétron, ficando com oito elétrons em sua camada de valência e se tornando um ânion. Ainda assim a camada de blindagem continuaria a ser - 10 e a carga nuclear continuaria igual a + 17, dando um valor para a carga nuclear efetiva de +7, o mesmo valor do seu estado fundamental.
No entanto, o núcleo do ânion acaba sendo parcialmente blindado e seu raio aumenta. A entrada de um elétron no último nível do cloro, onde antes havia apenas 7, provoca a expansão do nível. A repulsão elétrica aumenta e os elétrons se afastam, ocupando um espaço maior e resultando em um raio atômico maior.
Assim temos, resumidamente:
Raio do cátion < raio do átomo < raio do ânion
Raio de íons isoeletrônicos:
Relação entre raios iônicos de íons isoeletrônicos
Íons isoeletrônicos são aqueles que possuem a mesma quantidade de elétrons e, consequentemente, a mesma quantidade de camadas eletrônicas.
Assim, o que vai diferenciar um do outro é a quantidade de prótons que há no núcleo, isto é, o número atômico. Com o aumento no número atômico, a carga nuclear efetiva diminuirá e o raio será maior.
Por exemplo, conforme já mencionado, a carga nuclear efetiva do cátion sódio (11Na+1) é de +9. Agora comparemos com o ânion fluoreto (9F1-) que, assim como o cátion sódio, também possui 10 elétrons distribuídos em 2 camadas eletrônicas. Veja a sua carga nuclear efetiva:
Zef = + 9 – 2
Zef = +7
Observe que a carga nuclear efetiva do fluoreto é menor que a do cátion sódio. Com base nisso, concluímos que o raio iônico do fluoreto é maior.
espero ter ajudado
Sobre a diferença de tamanho entre raio atômico e raio iônico, podemos afirmar que o raio atômico é o tamanho do átomo neutro, enquanto o raio iônico representa o tamanho do átomo após a perda ou ganho de elétrons.
Raio atômico
É distância entre dois núcleos de átomos vizinhos dividida por dois. Nessa medida, consideramos o átomo como uma esfera.
Raio iônico
É o tamanho do íon: trata-se da distância entre o centro do íon até o elétron estável mais distante. Este é influenciado pela quantidade de prótons e elétrons existentes no íon, causada pela atração entre eles. Sendo assim, quanto maior for o número de prótons, maior será a atração e menor será o raio.
Um íon é um átomo que perdeu elétrons (conhecido como cátion) ou ganhou elétrons (conhecido com ânion). O íon que apresenta o menor número atômico tem o maior raio.
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