Explique por que o raio covalente do Háfnio ( 144 pm ) é menor do raio covalente do Zircônio ( 145 pm ), embora o Zircônio tenha uma camada a menos do que o Háfnio.
Passo 1
O enunciado compara os raios covalentes de zircônio e háfnio, pedindo para entender por que
é menor que
embora o háfnio pertença ao sexto período (ou seja, tenha uma camada eletrônica a mais). O conteúdo envolve tendências periódicas de raios atômicos e o fenômeno conhecido como contração dos lantanídeos.
é menor que
embora o háfnio pertença ao sexto período (ou seja, tenha uma camada eletrônica a mais). O conteúdo envolve tendências periódicas de raios atômicos e o fenômeno conhecido como contração dos lantanídeos.
Passo 2
Como regra geral, ao descer num grupo da tabela periódica espera-se que o raio atômico aumente, pois há adição de uma camada eletrônica. Assim, comparando zircônio (5º período) e háfnio (6º período), deveríamos ver
.
Passo 3
Na prática, entre zircônio e háfnio ocorre a contração dos lantanídeos. Entre o elemento 40 (Zr) e o 72 (Hf) são preenchidos os 14 orbitais
. Esses elétrons
têm baixa capacidade de blindagem, de modo que o aumento de carga nuclear efetiva atrai mais fortemente os elétrons externos.
Passo 4
Devido à fraca blindagem dos elétrons
, o potencial nuclear efetivo em Hf é maior do que se esperaria, fazendo com que seus elétrons exteriores fiquem mais próximos do núcleo. Isso reduz o raio covalente de Hf abaixo do valor de Zr, invertendo a tendência simples de aumento de tamanho ao descer no grupo.
Resposta
O raio covalente de háfnio é menor que o de zircônio por causa da contração dos lantanídeos: os elétrons
preenchem mal a blindagem, elevando a carga nuclear efetiva e puxando mais para dentro os elétrons externos em Hf.