22.3 O que é contração lantanídica? Quais são as suas conseqüências para os elementos de transição? Por que fala-se muito pouco sobre contração actinídica?

Passo 1

O enunciado pergunta o que é a contração lantanídica, quais efeitos ela produz nos elementos de transição e por que pouco se fala da contração actinídica. Este é um assunto de Química Inorgânica, relacionado às tendências periódicas de raios atômicos e efeitos de blindagem eletrônica.

Passo 2

Definimos a contração lantanídica como a diminuição gradual do raio iônico (e atômico) dos cátions dos lantanídeos ao longo da série de \mathrm{La} ( Z=57) a \mathrm{Lu} ( Z=71). Isso ocorre porque, ao preencher os orbitais \mathrm{4f}, os elétrons de valência sofrem blindagem ineficiente do aumento da carga nuclear efetiva.
A causa principal é que os elétrons \mathrm{4f} não bloqueiam totalmente o aumento da carga nuclear ao longo da série. Assim, cada próton extra no núcleo atrai mais fortemente o mesmo conjunto de elétrons externos, reduzindo o tamanho do íon trivalente ( \mathrm{Ln^{3+}}) em aproximadamente 0,02 0,03\,\text{\AA} por passo de número atômico.

Passo 3

Como consequência para os elementos de transição observamos:
  • Os metais de \mathrm{4d} e \mathrm{5d} têm raios muito semelhantes, pois a contração dos lantanídeos (entre \mathrm{Ba} e \mathrm{Hf}) “puxa” os elementos de \mathrm{5d} de volta, reduzindo a diferença esperada no tamanho dos átomos.
  • Isso causa semelhanças químicas (“semelhança cega”) entre pares diagonais e dificulta a separação de \mathrm{La} \mathrm{Hf}, além de influenciar dureza, pontos de fusão e energias de ligação.

Passo 4

Fala-se pouco sobre contração actinídica porque:
1. Os actinídeos ( \mathrm{Th} a \mathrm{Lr}) são radioativos e têm menor disponibilidade experimental, tornando os dados de raios iônicos menos precisos.
2. A série \mathrm{5f} apresenta graus de ocupação e estados de oxidação múltiplos, o que complica a comparação direta de raios.
3. Em razão da forte relatividade e do empilhamento complexo dos níveis \mathrm{5f}, o efeito de contração é menos uniforme e menos estudado.

Resposta

A contração lantanídica é a diminuição gradual do raio iônico dos lantanídeos devido à blindagem ineficiente dos elétrons \mathrm{4f}, aumentando a carga nuclear efetiva. Isso faz com que metais de \mathrm{4d} e \mathrm{5d} tenham raios semelhantes, afetando propriedades como dureza e dificuldade de separação. A contração actinídica é pouco discutida porque os actinídeos são radioativos, têm estados de oxidação variados e efeitos relativísticos que tornam o fenômeno menos regular e mais difícil de medir.

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