No que se refere aos raios de átomos e de íons, assinale a ...

Vamos analisar a questão sobre o raio atômico e iônico, um tema essencial para compreender as propriedades periódicas dos elementos químicos.

O raio atômico refere-se à distância entre o núcleo do átomo e a camada de elétrons mais externa. Já o raio iônico é a medida do raio de um íon, que pode ser maior ou menor em comparação ao seu átomo neutro, dependendo se o íon é um cátion (carga positiva) ou ânion (carga negativa).

A alternativa B é a correta, pois é a única INCORRETA. Vamos entender por quê:

Alternativa B: F^– < Mg²⁺

O íon fluoreto (F^–) é um ânion, pois ganhou um elétron, enquanto o íon magnésio (Mg²⁺) é um cátion, pois perdeu dois elétrons. De acordo com as propriedades dos íons, ânions são maiores que seus átomos neutros devido ao aumento na repulsão entre elétrons, enquanto os cátions são menores devido à perda de elétrons e menor repulsão. Portanto, o raio do F^– deve ser maior que o raio do Mg²⁺, tornando a afirmação da alternativa B incorreta.

Examinando as alternativas incorretas:

Alternativa A: Na⁺ < Na
O cátion sódio (Na⁺) é menor que o átomo de sódio (Na) porque perdeu um elétron, reduzindo o raio atômico.

Alternativa C: Mg²⁺ < O^2–
Como explicado anteriormente, o cátion é menor que o ânion. O oxigênio ao ganhar elétrons se torna maior que o magnésio ao perder elétrons.

Alternativa D: F^– < O^2–
O íon oxigênio (O^2–) é maior que o íon fluoreto (F^–) porque ao ganhar mais elétrons (dois no caso do oxigênio), o aumento de repulsão eletrônica faz o raio do oxigênio ser maior.

Para evitar erros em questões como esta, sempre considere como a carga do íon afeta o tamanho do raio: cátions são menores que seus átomos neutros e ânions são maiores.

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Incorreta: raio do F– < (>) raio do Mg2+

Resposta: B

RAIO CATIÔNICO < RAIO ATÔMICO < RAIO ANIÔNICO

a) raio do Na+ < raio do Na CORRETA

O raio do cátion sempre será menor que o raio do átomo que lhe deu origem, pois em cátions ocorre a perda de elétrons. Como a quantidade de prótons no núcleo se mantém constante, teremos menos elétrons para serem atraídos pelo núcleo. Com isso, o núcleo exerce uma força atrativa maior sobre os elétrons da eletrosfera, promovendo uma espécie de contração das camadas energéticas, o que ocasiona a redução do seu raio.

b) raio do F– < raio do Mg2+ INCORRETA

c) raio do Mg2+ < raio do O2– CORRETA

d) raio do F– < raio do O2– CORRETA

Para responder às alternativas b, c e d podemos realizar a distribuição eletrônica dos átomos neutros e, na sequência, remover ou adicionar a quantidade de elétrons da camada de valência de acordo com o íon. Depois é só comparar a quantidade de prótons e elétrons disponíveis:

Para o Mg: 1s2 2s2 2p6 3s2

O cátion Mg2+ perde 2 elétrons, logo sua distribuição será 1s2 2s2 2p6 (12 prótons, 10 elétrons)

Para o F: 1s2 2s2 2p5

O ânion F- recebe 1 elétron, logo sua distribuição será 1s2 2s2 2p6 (9 prótons, 10 elétrons)

Para o O: 1s2 2s2 2p4

O ânion O2- recebe 2 elétrons, logo sua distribuição será 1s2 2s2 2p6 (8 prótons, 10 elétrons)

Todos os íons possuem a mesma quantidade de elétrons, mas o Mg2+ possui mais cargas positivas do que o F- e por isso exerce maior atração sobre os elétrons. Consequentemente, o seu raio é menor.