Explique porque os elementos do grupo IB parecem mais estáveis que os elementos do grupo
(IA), embora tenham a mesma distribuição na última camada
, sendo n o número quântico principal da última camada (camada de valência).
Passo 1
O enunciado pergunta por que os elementos do grupo IB (Cu, Ag, Au) são mais “estáveis” (isto é, menos reativos e com maior energia de ionização) do que os do grupo IA (Li, Na, K, ···), mesmo ambos tendo uma configuração de valência
. Para responder vamos usar conceitos de configuração eletrônica, blindagem eletrônica, carga nuclear efetiva e efeitos relativísticos em átomos pesados.
Passo 2
Compare as configurações eletrônicas completas das duas famílias:
— Grupo IA: têm configuração . Ou seja, não há elétrons na subcamada
.
— Grupo IB: têm configuração . Aqui existe uma subcamada
cheia logo antes do elétron
.
— Grupo IA: têm configuração
— Grupo IB: têm configuração
Passo 3
Os elétrons
do grupo IB blindam muito mal o núcleo: eles se localizam mais perto do núcleo e não afastam eficientemente o elétron
. Isso faz com que o elétron de valência s “sinta” uma carga nuclear efetiva
maior do que no caso dos metais alcalinos (sem d-cheio). Consequência: é necessária mais energia para remover esse elétron, aumentando a estabilidade (maior primeira energia de ionização).
Passo 4
Nos elementos mais pesados do grupo IB (Ag e especialmente Au) entram em jogo efeitos relativísticos: a alta velocidade dos elétrons da camada s aproxima-os ainda mais do núcleo, diminuindo sua energia e contraindo o orbital
. Isso aumenta ainda mais
sobre o elétron de valência e torna esses átomos ainda menos reativos.
Resposta
Os metais do grupo IB são mais estáveis que os do grupo IA porque a subcamada
totalmente ocupada lhes confere menor blindagem e maior carga nuclear efetiva sobre o elétron
, elevando sua energia de ionização, e nos casos mais pesados (Ag, Au) os efeitos relativísticos contraem e estabilizam ainda mais o orbital s.