Explique:
por que ao descer dentro de um mesmo grupo dos metais de transição, não se observa um aumento significativo ao passar da segunda para a terceira série dos metais de transição.

Passo 1

O enunciado pergunta por que, ao “descer” num mesmo grupo de metais de transição, vemos um aumento de raio atômico de 3d para 4d, mas ao ir de 4d para 5d esse aumento é muito pequeno. O conteúdo envolvido é comportamento de raios atômicos em elementos de transição e vamos precisar das ideias de carga nuclear efetiva, blindagem eletrônica e contração dos lantanídeos.

Passo 2

Em geral, o raio atômico aumenta ao descermos um grupo porque cada série adiciona um novo nível principal de energia, afastando os elétrons da valência do núcleo. Matematicamente, a carga nuclear efetiva sobre um elétron externo é
Z_{\text{eff}} = Z - S
onde Z é o número atômico e S é a constante de blindagem dos elétrons internos. Quanto menor Z_{\text{eff}}, mais “folgado” fica o elétron, gerando maior raio.

Passo 3

Entre a segunda série (4d) e a terceira série (5d) entra em cena a contração dos lantanídeos. Ao preencherem-se os orbitais 4f (números atômicos de 58 a 71), esses elétrons 4f são muito ineficientes em bloquear o aumento da carga nuclear. Ou seja, à medida que Z cresce no bloco dos lantanídeos, S não cresce no mesmo ritmo, fazendo
Z_{\text{eff}}^{5d}\approx Z^{5d}-S^{\text{(4f)}}
ser relativamente grande. Isso “puxa” os elétrons 5d para mais perto do núcleo, compensando o efeito de adicionar um nível extra.

Passo 4

Como consequência dessa contração, os raios atômicos dos metais 5d ficam muito próximos dos correspondentes 4d. Além disso, efeitos relativísticos (a alta carga nuclear atrai os elétrons mais rapidamente, “inchando” a massa efetiva e contraindo ainda mais o orbital s e d) reforçam essa semelhança de tamanhos. Portanto, o acréscimo de um nível principal entre as séries 4d e 5d é quase cancelado pela contração dos lantanídeos e pelos efeitos relativísticos.

Resposta

O aumento do raio atômico de 4d para 5d é mínimo devido à contração dos lantanídeos (blindagem pobre dos elétrons 4f aumenta muito a carga nuclear efetiva nos 5d) e aos efeitos relativísticos, que juntos mantêm o tamanho dos metais 5d quase igual ao dos 4d.

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