Radiação Iônica

O raio iónico é a medida utilizada para descrever o tamanho de um ião. Um catião tem sempre menos eletrões e o mesmo número de protões do que o átomo que lhe deu origem; é menor do que o átomo de que deriva. Por exemplo, o raio covalente de um átomo de alumínio (1s²2s²2p⁶3s²3p¹) é de 118 pm, enquanto que o raio iónico de um Al³⁺ (1s²2s²2p⁶) é de 68 pm. À medida que os eletrões são removidos da camada de valência exterior, os eletrões centrais restantes que ocupam camadas mais pequenas apresentam uma carga nuclear efetiva Z_eff maior e são atraídos ainda mais para perto do núcleo.

Catiões com cargas maiores são menores do que catiões com cargas menores (por exemplo, V²⁺ tem um raio iónico de 79 pm, enquanto que o de V³⁺ é 64 pm). Ao descer os grupos da tabela periódica, os catiões de elementos sucessivos com a mesma carga têm geralmente raios maiores, correspondendo a um aumento no número quântico principal, n.

Um anião (ião negativo) é formado pela adição de um ou mais eletrões à camada de valência de um átomo. Isto resulta em uma maior repulsão entre os eletrões e em uma diminuição de Z_eff por eletrão. Ambos os efeitos (o número aumentado de eletrões e Z_eff diminuído) fazem com que o raio de um anião seja maior do que o do átomo que o originou. Por exemplo, um átomo de enxofre ([Ne]3s²3p⁴) tem um raio covalente de 104 pm, enquanto que o raio iónico do anião sulfureto ([Ne]3s²3p⁶) é de 170 pm. Para elementos consecutivos indo para baixo em qualquer grupo, os aniões têm maiores números quânticos principais e, portanto, raios maiores.

Diz-se que átomos e iões que têm a mesma configuração eletrónica são isoeletrónicos. Exemplos de espécies isoeletrónicas são N^3–, O^2–, F^–, Ne, Na⁺, Mg²⁺, e Al³⁺ (1s²2s²2p⁶). Outra série isoeletrónica é P^3–, S^2–, Cl^–, Ar, K⁺, Ca²⁺, e Sc³⁺ ([Ne]3s²3p⁶). Para átomos ou iões isoeletrónicos, o número de protões determina o tamanho. Quanto maior a carga nuclear, menor o raio em uma série de iões e átomos isoeletrónicos.

Este texto é adaptado de OpenStax Chemistry 2e, Section 6.5: Periodic Variations in Element Properties.