Questão 16. Proponha uma explicação para o fato de haver uma contração de aproximadamente
no raio dos íons metálicos
do período
até o
mas somente de
na série
ate
).
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que ao percorrer a série de cátions
de
até
observa‐se uma contração de raio iônico de aproximadamente
, enquanto na série
de
até
a contração é de apenas
. O conteúdo envolvido inclui o conceito de carga nuclear efetiva
, o poder de blindagem dos elétrons
e o efeito da contração dos lantanídeos sobre a série
.
Passo 2
A magnitude do raio iônico de um cátion
é determinada pela atração que os elétrons externos sentem do núcleo, ou seja, pela carga nuclear efetiva
onde
é o número atômico e
é o parâmetro de blindagem pelos elétrons internos. Elétrons em orbitais
blindam mal a carga nuclear, portanto, à medida que
aumenta numa série de metal de transição,
cresce e o raio iônico diminui — é a chamada “contração de série”.
Passo 3
Na série
, começamos em
(eletronicamente
) e terminamos em
. Como os elétrons vão sendo adicionados em orbitais
que blindam mal, a variação de
entre o íon inicial e o final é grande, gerando uma contração de raio de cerca de
Passo 4
Na série
, o estado inicial
já sofre a chamada contração dos lantanídeos, pois antes dele o preenchimento dos orbitais
(que blindam muito mal) reduz fortemente o raio atômico. Assim, em
a carga efetiva sentida pelos elétrons
já é elevada. Ao percorrer até
, embora se adicionem prótons no núcleo, parte grande do aumento de
já está “compensado” pelo efeito prévio dos
, e os elétrons
blindam um pouco melhor que os
. O resultado é uma variação muito menor de
e, portanto, só cerca de
de contração na série .
de contração na série
Resposta
A diferença de contração
em
versus
em
decorre de (1) nos
o acréscimo de elétrons em orbitais que blindam mal e, portanto, grande aumento de
, e (2) na série
o raio já está pré‐reduzido pela contração dos lantanídeos e os elétrons
blindam melhor, levando a uma variação de
muito menor.