8.2 Radio iónico

Hay elementos que forman iones positivos (cationes), perdiendo electrones, mientras que otros los ganan, formando iones negativos (aniones).

En ambos casos, varía la relación entre protones y electrones; es decir, varía la carga nuclear efectiva. Por ejemplo, el sodio tiene la estructura electrónica 1s2 2s2 2p6 3s1, con once electrones en total. Forma el ión Na+ al perder un electrón: la carga nuclear efectiva pasa de ser 11p/11e a ser de 11p/10e, con lo que los electrones están más atraídos, quedan más cerca del núcleo y el tamaño disminuye.

Al formarse un catión siempre se produce este efecto de aumento de carga nuclear efectiva y disminución de tamaño.

En el caso de los elementos alcalinos, al perder el único electrón que tienen en la capa más externa queda como última capa ocupada la capa anterior, con lo que el tamaño se hace aún menor. Lo mismo sucede con los alcalinotérreos al perder los dos electrones que tienen en su última capa.

¿Qué sucede con los aniones? Cuando un átomo gana electrones, la carga nuclear efectiva disminuye, con lo que el tamaño siempre aumenta, y más cuantos más electrones gana, como puedes ver en la imagen.

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El radio de átomos e iones
 
Observa la imagen anterior, en la que se muestran los radios de sodio y flúor, así como los radios de los iones que forman. Justifica esos valores basándote en sus estructuras electrónicas.

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Comparando el radio de dos iones del mismo elemento
En una tabla de datos se dice que los radios de los iones Ti2+ y Ti3+ son 0,60 y 0,90 angstroms, pero no se indica qué valor corresponde a qué ión. Realiza una asignación razonada de valores.

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Comparando el radio de iones isoelectrónicos
 
Los iones S2-, Cl-, K+ y Ca2+ son isoelectrónicos. Es decir, tienen la misma estructura electrónica, la del argon, con las tres primeras capas electrónicas completas. Indica el orden correcto de los radios iónicos:
  
S2- < Cl- < K+ < Ca2+
S2- > Cl- > K+ > Ca2+
S2- < Cl- < Ca2+ < K+
Cl- < S2- < Ca2+ < K+

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