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Radios hidratados de Ca y Mg en la floculación de arcilla

El Ca tiene un radio atómico de $197\mathrm{~pm}$ y una electronegatividad de Pauling de $1.00$ .

El Mg tiene un radio atómico de $197\mathrm{~pm}$ y una electronegatividad de Pauling de $1.31$ .

Dado que el Mg es más pequeño y tiene una mayor electronegatividad, uno pensaría que el Mg tendría un radio de hidratación menor que el Ca, pero no es así. ¿Podría alguien explicarme por qué no es así? He leído una explicación relacionada con la densidad de carga, pero no entiendo por qué el Ca tendría una mayor densidad de carga si es más grande y tiene menos electronegatividad.

El objetivo de entender esto es comprender por qué la adición de Ca al suelo hará que drene mejor y sea más suelto, menos pegajoso, etc. Y a la inversa, por qué consultores agrícolas muy respetados dicen que los suelos con alto contenido de Mg (bajo en Ca) son "pegajosos". Cualquier ayuda para entender esto sería muy apreciada.

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Michael Lai Puntos 788

La densidad de carga es una medida de la carga eléctrica por volumen. Es independiente de la electronegatividad, y aumenta con el número de cargas de un ion y con la disminución del radio, porque un ion más pequeño tiene también un volumen menor. El número de cargas de $\ce{Ca^{2+}}$ y $\ce{Mg^{2+}}$ es el mismo (+2), pero $\ce{Mg^{2+}}$ tiene el radio atómico más pequeño. Por lo tanto, su carga se distribuye en un volumen menor y la densidad de carga es mayor.

El radio hidratado de un ion puede diferir un poco de su radio atómico, porque está influenciado por la densidad de carga. Si la carga del ion se concentra en un volumen más pequeño, ejerce fuerzas de atracción más fuertes sobre los dipolos de las moléculas de agua, lo que da lugar a la formación de una cáscara de hidratación más grande. Cuanto más pequeña sea $\ce{Mg^{2+}}$ atrae más dipolos de agua y forma una cáscara de hidratación más grande. Por lo tanto, su radio de hidratación puede ser mayor que el de $\ce{Ca^{2+}}$ que tiene un radio atómico mayor pero una cáscara de hidrato menor.

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