Radio iónico: el tamaño del ion con carga

Idea central: el radio iónico es el tamaño de un ion. Si pierde electrones se encoge. Si gana electrones se agranda.

1. Conceptos clave

• Átomo neutro: tiene igual número de protones y electrones.
• Ion: es el mismo átomo pero con más o menos electrones, por eso tiene carga.
• Radio iónico: se mide desde el centro hasta el borde donde llegan sus electrones, pero ya con carga.
• Analogía: el núcleo es como una maestra que abraza a sus electrones-alumnos. Con pocos los aprieta fuerte y el grupo se compacta. Con muchos no alcanza a apretarlos y el grupo se agranda.

2. Los dos casos que debes conocer

• Catión: ion positivo. Nace cuando el átomo pierde electrones. Ejemplo: Na+.
• Anión: ion negativo. Nace cuando el átomo gana electrones. Ejemplo: Cl-.

Por qué el catión es más pequeño que su átomo

• Pierde una capa electrónica, como una cebolla a la que le quitas capas externas.
• Quedan los mismos protones tirando de menos electrones, los sujetan con más fuerza.
• Siempre se cumple:

$$r_{Na^+} < r_{Na}$$

Por qué el anión es más grande que su átomo

• Tiene más electrones en la misma capa, entre ellos se empujan por repulsión.
• Los mismos protones deben atraer a más electrones, atraen con menos fuerza a cada uno y el borde se expande.
• Siempre se cumple:

$$r_{Cl^-} > r_{Cl}$$

3. Regla de oro

• Más carga positiva = tamaño más pequeño.
• Más carga negativa = tamaño más grande.
• Ejemplos:
  • Na pasa a Na+ pierde 1 electrón y pierde una capa: queda mucho más pequeño.
  • Mg pasa a Mg^{2+} pierde 2 electrones: queda aún más pequeño.
  • Cl pasa a Cl- gana 1 electrón y aumenta la repulsión: queda más grande.
  • O pasa a O^{2-} gana 2 electrones: queda más grande.

4. Cómo cambia en la tabla periódica

• De arriba hacia abajo en un mismo grupo: el radio iónico crece porque se agrega una capa electrónica nueva, como una torre a la que le sumas pisos.
• Entre iones parecidos de izquierda a derecha: el radio iónico se achica porque hay más protones tirando con más fuerza.
• Serie isoelectrónica: grupo de iones con el mismo número de electrones pero distinto número de protones. Aquí manda el número de protones: más protones = tamaño más pequeño.

5. Ejemplo modelo: serie isoelectrónica

• Ordena de menor a mayor: Mg^{2+}, Na+, F-, O^{2-}.
• Paso 1 Cuenta electrones: todos tienen 10 electrones, forman serie isoelectrónica.
• Paso 2 Cuenta protones: Mg^{2+} tiene 12, Na+ tiene 11, F- tiene 9, O^{2-} tiene 8.
• Paso 3 Ordena al revés de los protones:

$$Mg^{2+} < Na^+ < F^- < O^{2-}$$

• El más pequeño es Mg^{2+} porque 12 protones sujetan muy fuerte a solo 10 electrones. El más grande es O^{2-} porque solo 8 protones deben sujetar a 10 electrones y la nube se expande.

6. Para recordar en 30 segundos

• Radio iónico = tamaño del ion desde el centro hasta el borde de sus electrones.
• Cationes son más pequeños que sus átomos.
• Aniones son más grandes que sus átomos.
• En serie isoelectrónica, el ion con más protones es el más pequeño.