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Raggio ionico

Il raggio ionico è il raggio di un atomo, assimilato a una sfera perfetta dopo che esso ha acquistato o ceduto uno o più elettroni.

Il raggio ionico è misurato quando lo ione  si trova all’interno di un reticolo cristallino ed è dato dalla semisomma della distanza tra il centro di un catione e di un anione adiacenti.

Quando un atomo perde uno o più elettroni il numero di cariche positive presenti nel nucleo è maggiore rispetto al numero di cariche negative e quindi il nucleo eserciterà una maggiore forza di attrazione rispetto a quanto avviene nell’atomo.

Ne consegue che gli ioni positivi hanno un raggio minore rispetto a quello degli atomi.

Quando un atomo acquista uno o più elettroni il numero di cariche positive presenti nel nucleo è minore rispetto al numero di cariche negative. Quindi il nucleo esercita una minore carica attrattiva sugli elettroni rispetto a quello degli atomi.

Ne consegue che gli ioni negativi hanno un raggio minore rispetto a quello degli atomi.

Proprietà periodiche

Il raggio ionico è una delle proprietà periodiche e infatti i raggi ionici aumentano scendendo lungo un gruppo.

In generale, il raggio ionico diminuisce con l’aumentare della carica positiva e aumenta con l’aumentare della carica negativa.

Il raggio ionico non ha un valore fisso per un dato ione, ma varia con il numero di coordinazione, stato di spin e altri parametri: la dimensione ionica per lo stesso ione aumenta all’aumentare del numero di coordinazione e uno ione in uno stato di spin elevato sarà più grande dello stesso in uno stato di basso spin.

Percentuale di carattere ionico

Si verificano inoltre raggi ionici apparentemente anomali nei cristalli a causa del fatto che la percentuale di carattere ionico non è molto alta.

Tali comportamenti si rilevano dai parametri delle celle unitarie: ad esempio si considerino gli alogenuri di sodio e di argento.

Nel caso di NaF e di AgF si ha che il raggio ionico di Ag⁺ è maggiore rispetto a quello di Na⁺ ma nel caso rispettivamente dei cloruri e dei bromuri è vero l’opposto.

Ciò è dovuto al maggior carattere covalente del legame tra Ag e Cl e Ag e Br che porta a una diminuzione della lunghezza di legame con conseguente diminuzione apparente del raggio ionico dello ione argento.

Per gli ioni isoelettronici bisogna considerare la loro carica nucleare. Ad esempio gli ioni Na⁺, F^– e Mg²⁺ hanno tutti la stessa configurazione elettronica.

Tuttavia i loro raggi ionici differiscono in quanto lo ione Mg²⁺ ha una carica nucleare maggiore e quindi vi è una maggiore attrazione degli elettroni nei confronti del nucleo con conseguente minore raggio ionico.

Lo ione F^– che ha la carica nucleare minore tra i tre ioni risulta quindi avere il raggio ionico maggiore.