Explique por que os dois elementos do Grupo 5, nióbio do Período 5 (raio atômico =134 pm ) e tântalo do Período 6 (raio atômico =134 pm ), possuem o mesmo raio atômico.

Passo 1

O enunciado pede para explicar por que os dois elementos do Grupo 5 — o nióbio, no Período 5, e o tântalo, no Período 6 — apresentam o mesmo raio atômico de 134 pm. O conteúdo envolve tendências periódicas de tamanho atômico e o fenômeno conhecido como contração dos lantanídeos.

Passo 2

Em geral, ao descer num grupo da Tabela Periódica, cada átomo ganha uma camada eletrônica adicional, de modo que o raio atômico aumenta. Matematicamente, se chamarmos de R o raio atômico, então para elementos E1 e E2 no mesmo grupo com E2 abaixo de E1, normalmente
R(E2)>R(E1)

Passo 3

Aplicando essa tendência ao Grupo 5, esperaríamos que o tântalo ( Ta, Z =73, período 6) tivesse um raio maior que o nióbio ( Nb, Z =41, período 5). Mas, medindo-se experimentalmente, ambos dão 134 pm. Há uma “quebra” nessa regra simples.

Passo 4

Entre o lantânio ( La, Z =57) e o lutécio ( Lu, Z =71) completa-se o preenchimento dos orbitais 4f. Os elétrons 4f têm baixa capacidade de blindagem, de modo que a carga nuclear efetiva
Zeff=Z-sigma
aumenta mais do que o esperado (a blindagem sigma não cresce o suficiente). Isso faz com que os elétrons externos sejam atraídos mais fortemente para o núcleo, reduzindo o raio atômico dos elementos que vêm depois dos lantanídeos.

Passo 5

Como o tântalo vem imediatamente após o lutécio, ele herda esse efeito de “contração dos lantanídeos” e seu raio atômico fica comprimido até coincidir praticamente com o do nióbio, anulando o aumento de tamanho esperado ao passar de um período ao outro.

Resposta

O raio atômico do tântalo é reduzido pelo efeito de contração dos lantanídeos, de modo que ele acaba tendo exatamente o mesmo valor que o nióbio.

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