Raio iónico

Referência : Fernandes, R.F., (2014) Raio iónico, Rev. Ciência Elem., V2(1):130
Autores: Ricardo Ferreira Fernandes
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2014.130]

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O raio iónico corresponde à medida do raio de um ião num composto cristalino iónico, considerando-se que os iões apresentam forma esférica. A distância entre o núcleo do catião e do núcleo do anião equivale à soma dos dois raios iónicos (figura 1).

Figura 1 - Raio iónico.

O conceito de raio iónico foi desenvolvido independentemente, em 1920, pelo químico norte-americano Linus Pauling (1901-1994) e pelo químico suíço Victor Goldschmidt (1888-1947), para coligir dados cristalográficos gerados pela técnica de difracção de raios-X. Esta técnica fornece o comprimento da unidade de célula de um cristal, porém não distingue a fronteira entre os iões que a compõem. Por exemplo, a célula unitária do cloreto de sódio (NaCl) tem um comprimento de 564 pm (figura 2) o que corresponde ao dobro do raio iónico de cada um dos iões:

$2 \times [r_{\text{cati} \tilde{a} \text{o} } (\text{Na}^+) + r_{\text{ani} \tilde{a} \text{o}} (\text{Cl}^-) ] = 564 \text{ pm}$

Figura 2 - Representação esquemática da célula unitária do composto iónico cloreto de sódio (NaCl).

Por comparação de estruturas cristalográficas de vários compostos iónicos, Linus Pauling, atribuiu o valor de 140 pm ao ião O^2-. Deste modo, conhecendo-se o raio de um dos iões, e, sabendo que a soma dos raios iónicos está relacionada com o comprimento da unidade de célula do cristal, pode calcular-se o valor do raio dos outros iões.

Figura 3 - Tamanho do raio iónico e do raio atómico de alguns elementos na tabela periódica (unidade = pm). Os átomos (espécie neutra) são representados a cor cinza, os catiões e aniões são representados a vermelho e azul, respectivamente. Adaptado de: Wikipédia

Em geral o raio iónico diminui com o aumento da carga positiva e aumenta com o aumento da carga negativa. Os catiões são sempre mais pequenos que o átomo, devido à diminuição da repulsão electrão-electrão. Os aniões são sempre maiores que o átomo, devido à introdução de mais um electrão na camada de valência, o que provoca um aumento na repulsão electrão-electrão, traduzindo-se numa expansão da nuvem electrónica. Para iões com carga igual, apresenta maior raio iónico aquele que tiver o maior número atómico. O raio iónico, de uma forma semelhante ao raio atómico, é uma propriedade periódica, que aumenta monotonamente ao longo de um grupo e diminui genericamente ao longo de um período. A figura 3 apresenta a variação do raio atómico e do raio iónico para alguns elementos da tabela periódica.

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Criada em 18 de Abril de 2011
Revista em 31 de Março de 2014
Aceite pelo editor em 31 de Março de 2014