LinkFang (Català)

La contracció lantánida defineix al llarg de la sèrie 4f de la taula periòdica (TP) la disminució progressiva de la mida dels àtoms i les seves espècies en estat (III) en funció integrada de la càrrega nuclear i de les correccions relativistes.

Dins el bloc d de la TP que va des del grup 3 fins al 12 podem diferenciar tres sèries, que anomenem 1ª, 2ª i 3ª sèrie, també sèrie 3d, 4d i 5d, respectivament.

Els metalls de la 2a i 3a sèrie són molt similars, especialment en els primers grups. Aquestes similituds són el resultat del que es coneix com contracció lantánida. En el grup 3, el itri (I) i el lantà (La) mostren una química diferenciada que és conseqüència dels diferents radis iònics, energia d’ionització, energia de solvatació, etc. No obstant això, la inserció dels 14 elements lantànids entre el lantà i el hafni (estructura electrònica general per a un àtom lantànid en el seu estat fonamental: 4FN 5d0 6s2; n = 1 a 14), porta amb si un gran augment de la càrrega nuclear efectiva ; s’estan col·locant electrons en els set orbitals f, amb la particularitat que els electrons d’aquests orbitals penetren poc cap al nucli de l’àtom i proporcionen un apantallament feble enfront de l’atracció que exerceix el nucli sobre els electrons situats en orbitals més exteriors.

Element Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er t Yb Lu
Configuració electrònica de l’àtom Estadístiques (tots parteixen de la configuració. del) 4f15d16s2 4f36s2 4f46s2 4f56s2 4f66s2 4f76s2 4f75d16s2 4f96s2 4f106s2 4f116s2 4f126s2 4f136s2 4f146s2 4f145d16s2
Configuració electrònica de l’ió Ln3 + 4f1 4f2 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7 4f8 4f9 4f10 4f11 4f12 4f13

4f14

Ràdio (pm) de l’ió Ln3 + (6 -coordinat) 102 99 98.3 97 95.8 94.7 93.8 92.3 91.2 90.1 89 88 86.8 86.1

Per això, en la intersecció de la 3ªserie amb el grup 4, es redueixen els radis, i les energies d’ionització augmenten fins a valors propers als de l’zirconi (Zr); zirconi i hafni són molt semblants, va ser molt difícil el descobriment de l’hafni, que passava desapercebut en minerals on estaven conjuntament tots dos per substitucions isomórficas (Niels Bohr va ser el que va predir que l’element de nombre atòmic 72 hauria de ser molt similar a l’zirconi). Aquests efectes es poden veure al llarg de la sèrie 4f -conjunt dels elements lantànids de ceri a lutecio- i s’estenen al llarg de l’sisè període de la T.P., connectant amb els elements de l’bloc p. L’exemple més clar d’aquesta contracció lántanida es detecta en la variació gradual de la mida dels ions Ln (III), des de La (III) fins Lu (III). No obstant això, el perfil de la variació en els radis metàl·lics no és tan ideal causa de discontinuïtats notables trobades en europi i yterbio. Cal ressaltar que en el conjunt 5f, o elements actínids, també tenim un sistema similar anomenat “contracció actínida”.

Hem de dir que la contracció lantánida té un 20% de pes atribuïble a l’fenomen conegut per efectes relativistes. La contracció lantánida té més potència si es consideren els efectes relativistes directes de contracció per als orbitals exteriors s i p. El mateix caldria considerar per a la contracció actínida.

La contracció lantánida i la actínida no són els únics fenòmens d’aquesta naturalesa en la T.P. relacionat amb la càrrega nuclear efectiva i els efectes relativistes directes de contracció, sinó que també s’observa contracció atòmica en sèries de la taula periòdica per a altres períodes com en el 4t, generant en la 1a sèrie de el bloc d el que podem denominar com “contracció escándida “. En aquesta contracció escándida no influeixen efectes relativistes com els descrits, ja que estem en la 1a sèrie, o sèrie 3d de el bloc d, on tenim elements més lleugers i aquests efectes són insignificants.

Vegeu també

  • Contracció de el bloc d
  • Càrrega nuclear efectiva
  • Efectes relativistes sobre orbitals d’enllaç

Bibliografia

  • Akhmetov, N. “General and Inorganic Chemistry”, MIR Pub.2ª ed. 1983.
  • COTTON, FA; WILKINSON, G .; MURILLO, CA; BOCHMAN, el Sr.”Química avançada inorgànica”, un text complet “, 6è ed., Wiley & Sons, 1999.
  • greenwood, nn & EarnShaw, A. “Química dels elements”, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997.
  • Hollem, AF & Wiberg, Egon . “Química inorgànica”, Premsa Acadèmica 2001.
  • CasaCraft, ce & Sharpe, ag “química inorgánica”, 2ª ed., Pearson Prentice Hall, 2006.
  • Pauling, L. “Química General”, 10ª ed., Aguilar, 1977.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *