¿Por qué el tamaño del ión cloro es mayor que su cloro elemento primario?

Esto se debe a que un átomo de cloro gana un electrón para formar un ion cloruro. Este proceso se conoce como la primera afinidad electrónica, que es la energía liberada cuando cada átomo en un mol de átomos gaseosos gana un electrón (que se agrega al orbital más externo) para formar un mol de iones gaseosos -1 en condiciones estándar. Este es un proceso exotérmico a medida que se libera energía, por lo que el valor para el cambio de entalpía en KJMol-1 es negativo. Por lo tanto, se produce la siguiente reacción:

1 / 2Cl2 + e- -> Cl-

Debido a que esta reacción es exotérmica, es energéticamente favorable, por lo tanto, el ion cloruro formado es más estable, ya que tiene una capa externa completa. Esto también significa que el electrón más externo (obtenido durante la formación del ion Cl en la primera afinidad electrónica) está más alejado del núcleo a un nivel de energía más alto (por lo tanto, tiene una energía intrínseca más alta y es más fácil de eliminar ya que hay menos fuerzas electrostáticas de atracción entre él y el núcleo cargado positivamente). Esto significa que el ion Cl tiene un radio atómico mayor, ya que el tamaño de la nube de electrones es mayor.

El átomo de cloro tiene 3s23p5 como configuración electrónica para su capa de electrones más externa (u orbital). Tiene 17 protones en el núcleo y 17 electrones alrededor del núcleo. Dado que el número de protones cargados positivamente equilibra perfectamente el de los electrones cargados negativamente, el átomo de cloro en su conjunto es neutral.

Cuando se forma un ion cloruro, se agrega un electrón adicional a la capa más externa, y la configuración electrónica se convierte en 3s23p6. Notarás que no hay cambios en el número de protones (todavía 17), pero el número de electrones ahora ha aumentado a 18. Por lo tanto, el ion cloruro tendrá una carga negativa.

La fuerza de los 17 protones para “atraer” los electrones alrededor del núcleo en un átomo de cloro se debilita por la adición del décimo octavo electrón en el ion cloruro. La misma cantidad de fuerza electrostática positiva se ejerce ahora sobre una nube de electrones que tiene un electrón extra en el ion cloruro. Esto significa que la nube de electrones del ión cloruro no se “atraerá” hacia el núcleo con la misma eficacia que con el átomo de cloro.

Por lo tanto, es la adición del electrón extra a los orbitales existentes del átomo de cloro lo que hace que el tamaño del ion cloruro sea mayor que el del átomo de cloro.

P: ¿Por qué el tamaño del ión cloro es mayor que su cloro elemento primario?

Un ion de cloro ha adquirido un electrón extra.

Debe tener en cuenta el efecto de repulsión de la carga negativa adicional del nuevo electrón, así como el efecto de atracción de los protones al observar las nubes de probabilidad que habitarán los electrones.

Esto se llama detección electrónica o protección atómica , y aquí hay un enlace si desea obtener más información. Baste decir que, con este efecto, los iones pueden tener volúmenes totales diferentes que sus átomos de forma neutra.

Efecto de blindaje – Wikipedia