Explique por que os dois elementos do Grupo 5, nióbio do Período 5 (raio atômico
) e tântalo do Período 6 (raio atômico
), possuem o mesmo raio atômico.
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que os dois elementos do Grupo
— o nióbio, no Período
, e o tântalo, no Período
— apresentam o mesmo raio atômico de
. 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
o raio atômico, então para elementos
e
no mesmo grupo com
abaixo de
, normalmente
Passo 3
Aplicando essa tendência ao Grupo
, esperaríamos que o tântalo (
, Z
, período
) tivesse um raio maior que o nióbio (
, Z
, período
). Mas, medindo-se experimentalmente, ambos dão
. Há uma “quebra” nessa regra simples.
Passo 4
Entre o lantânio (
, Z
) e o lutécio (
, Z
) completa-se o preenchimento dos orbitais
. Os elétrons
têm baixa capacidade de blindagem, de modo que a carga nuclear efetiva
aumenta mais do que o esperado (a blindagem
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.