Explique por que o raio covalente do Germânio ( 122 pm ) é muito próximo do raio covalente do Silício ( 117 pm ), embora o Germânio tenha 18 elétrons a mais do que o Silício.
Passo 1
O enunciado pede para entender por que o raio covalente do Germânio (
pm) é muito próximo do raio covalente do Silício (
pm)), mesmo o Germânio tendo
elétrons a mais. O conteúdo envolve periodicidade, número de camadas eletrônicas, blindagem (shielding) e carga nuclear efetiva.
Passo 2
Comparando as configurações eletrônicas:
O Silício tem configuração
, ou seja, três camadas eletrônicas (
).
O Germânio tem configuração
, ou seja, quatro camadas (
).
Em princípio, adicionar uma camada faria o raio covalente do Germânio ser bem maior que o do Silício.
Em princípio, adicionar uma camada faria o raio covalente do Germânio ser bem maior que o do Silício.
Passo 3
Entretanto, as
elétrons
do Germânio fazem uma blindagem muito ineficiente da carga nuclear. Isso significa que os elétrons de valência (
) “sentem” quase toda a atração do núcleo com número atômico
. Em termos de carga nuclear efetiva (
):
onde
é a blindagem pelos elétrons internos. Como
blinda pouco,
não cresce tanto, logo
em Germânio fica relativamente alto, puxando seus elétrons de valência para mais perto do núcleo.
Passo 4
O resultado é uma “contração” do tamanho atômico acima do esperado só pela adição da camada
. Esse fenômeno é análogo à contração dos lantânideos (onde os elétrons
blindam mal), mas aqui ocorre com os elétrons
. Consequentemente, o raio covalente do Germânio fica só ligeiramente maior que o do Silício.
Resposta
A proximidade entre
pm e
pm decorre do fato de os elétrons
do Germânio blindarem mal o núcleo, de modo que a carga nuclear efetiva sobre os elétrons de valência do Germânio fica alta e comprime suas camadas externas, aproximando seu raio covalente do valor do Silício.