Explique as seguintes variações nos raios atômicos e iônicos a seguir:
(a) I^->I^+>I^+
(b) Ca^2+>Mg^2+>Be^2+
© Fe>Fe^2+>Fe^3+

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente explicar por que certas sequências de raios atômicos e iônicos estão organizadas de um jeito específico. Isso envolve entender conceitos de estrutura atômica, como carga nuclear efetiva, número de elétrons e como esses fatores influenciam o tamanho dos átomos e íons. Vamos precisar usar um pouco de teoria sobre como os elétrons estão distribuídos ao redor do núcleo e como a perda ou ganho de elétrons afeta o raio.

Passo 2

Parte (a): I^- > I > I^+
Quando um átomo de iodo ganha elétrons para formar I^-, ele fica com uma carga negativa extra. Isso significa que há mais elétrons puxando pelo núcleo, mas como a carga do núcleo não aumentou, os elétrons adicionais acabam se afastando mais uns dos outros devido à repulsão, aumentando o raio. Já quando o iodo perde elétrons para formar I^+, há menos elétrons sujeitos à repulsão, e a carga nuclear efetiva que cada elétron sente é maior, puxando os elétrons mais para o núcleo e diminuindo o raio. Portanto, a ordem é I^- > I > I^+.

Passo 3

Parte (b): Ca^2+ > Mg^2+ > Be^2+
Aqui, estamos olhando para cátions com a mesma carga de +2, mas diferentes elementos. À medida que subimos no período na tabela periódica, o número de prótons no núcleo aumenta, o que aumenta a carga nuclear efetiva. Isso puxa os elétrons mais fortemente, diminuindo o raio iônico. Assim, Ca^2+ tem menos prótons que Mg^2+, que por sua vez tem menos que Be^2+. Portanto, os raios iônicos diminuem conforme aumentamos a carga nuclear, resultando em Ca^2+ > Mg^2+ > Be^2+.

Passo 4

Parte ©: Fe > Fe^2+ > Fe^3+
Para o ferro, quando ele perde elétrons para formar cátions, a carga nuclear efetiva que os elétrons restantes sentem aumenta porque há menos elétrons para repelir uns aos outros, mas o número de prótons permanece o mesmo. Isso faz com que os elétrons sejam puxados mais fortemente para o núcleo, diminuindo o raio iônico. Assim, o ferro neutro ( Fe) tem o maior raio, seguido por Fe^2+ e, por último, Fe^3+, que tem o menor raio.

Resposta

Então, resumindo:
(a) I^- > I > I^+ porque íons negativos têm mais elétrons que se repelem, aumentando o raio, enquanto íons positivos perdem elétrons, diminuindo o raio.
(b) Ca^2+ > Mg^2+ > Be^2+ porque, com a mesma carga, elementos com mais prótons puxam os elétrons mais fortemente, resultando em raios menores.
© Fe > Fe^2+ > Fe^3+ porque, conforme o ferro perde elétrons e sua carga positiva aumenta, os elétrons restantes são mais fortemente atraídos pelo núcleo, reduzindo o raio.

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