Efeito do par inerte: diferenças entre revisões

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Um dos principais princípios utilizados para explicar este efeito é a tendência em energias de ionização à medida em que se desce por um grupo em particular. O tamanho atômico geralmente aumenta à medida que se vai para baixo um grupo, e porque o tamanho atômico aumenta para baixo um grupo, a energia da ionização é esperada tipicamente diminuir gradualmente. Há uma diminuição de [[boro|B]] para [[alumínio|Al]] como seria esperado, mas as energias de ionização de [[gálio|Ga]], [[índio|In]] e Tl são mais altas do que a tendência costumava predizer. A melhor explicação é que os elétrons 4s, 5s e 6s desses elementos não estão bem protegidos do núcleo pelas subcamadas d e f. Estes elétrons são mais difíceis de ionizar, porque eles experimentam uma maior carga nuclear efetiva do que o esperado.
 
As energias de ionização aumentam porque as subcamadas cheias (n-1)d ou (n-2) f são relativamente ineficientes para proteger os elétrons em orbitais ns. Deste modo, os dois electrões da subcamada ns experimentam uma carga nuclear extraordinariamente elevada, pelo que são fortemente atraídos para o núcleo, reduzindo a sua participação na ligação. Por conseguinte, é substancialmente mais difícil do que o esperado remover estes elétrons, como mostrado na Tabela abaixo pela diferença entre as primeiras energias de ionização de tálio e alumínio. Como Tl é menos provável que Al para perder seus dois elétrons ns{{sup|2}}, seu estado de oxidação mais comum é +1 em vez de +3.
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!Elemento
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O efeito líquido destes dois fatores - energia de ionização crescente e força de ligação decrescente - é que, ao descer por um grupo no bloco p, a energia adicional liberada formando duas ligações adicionais não é, eventualmente, suficientemente grande para compensar a energia adicional necessária para remover os dois elétrons ns<sup>2</sup>.
 
Em outras palavras, para os elementos situados após as séries de metais de transição, a presença de orbitais (n-1)d e/ou (n-2)f atuam como espaçadores energéticos entre os orbitais ns e np da camada de valência, dificultando bastante a [[hibridização|hibridização de orbitais]] necessária para disponibilizar os elétrons ns<sup>2</sup> para participarem da química. Em átomos como Tl, Pb e Bi, a hibridização s-p se torna energeticamente desfavorável, estabilizando estados de oxidação mais baixos e desestabilizando o estado mais alto previsto para o grupo.[http://www.ufjf.br/quimica/files/2014/08/Familia-do-Boro-1.pptx]
 
==Importância==
O efeito do par inerte afeta a química de vários elementos pesados de forma significativa, em especial os metais pós-transição dos períodos 5 e 6. Um exemplo bastante conhecido são o chumbo (Pb) e o estanho (Sn), que pertencem ao grupo 14 (cujo estado de oxidação característico seria +4), mas demonstram comumente o estado de oxidação +2. Este estado é um agente redutor no estanho, sendo oxidado facilmente para +4, porém no chumbo ele é o estado mais comum. Chumbo (II) (Pb<sup>2+</sup>) tem uma química amplamente conhecida e comum, enquanto chumbo (IV) é raro, presente em poucos compostos e um forte agente oxidante.<ref>http://www.oocities.org/vienna/choir/9201/grupo_IVA.htm</ref> Outro elemento químico afetado é o bismuto (Bi), cuja química praticamente se restringe ao estado de oxidação +3, quando o nox característico máximo do grupo ao qual pertence (grupo 15) é +5. Este efeito também afeta o [[Mercúrio (elemento químico)|mercúrio]], cuja configuração eletrônica termina em 6s<sup>2</sup>, um par inerte. Consequentemente, torna-se difícil ionizar um [[átomo]] de mercúrio, fazendo com que, em alguns aspectos, ele se comporte de forma próxima a um [[gás nobre]] (um exemplo disso é o vapor de mercúrio, formado por átomos isolados de Hg não ligados a outros elementos). Este fato explica a baixa reatividade do elemento mercúrio e também o seu ponto de fusão anormalmente baixo: devido à inércia de seus 2 elétrons de valência, a ligação metálica no Hg é muito fraca, o que explica o fato deste elemento ser [[líquido]] à temperatura ambiente.<ref>https://translate.google.com.br/translate?hl=pt-BR&sl=en&u=https://blogs.scientificamerican.com/the-curious-wavefunction/what-does-mercury-being-liquid-at-room-temperature-have-to-do-with-einsteins-theory-of-relativity/&prev=search</ref>
Uma característica notável é o fato das espécies químicas Hg{{sup|0}}, Tl{{sup|+}}, Pb{{sup|2+}} e Bi{{sup|3+}} serem [[isoeletrônicos|isoeletrônicas]], sendo que a configuração deles é a mesma do átomo neutro de Hg, que se comporta como um "falso gás nobre" devido à sua configuração eletrônica relativamente estável. Este fato também explica a estabilidade do íon Hg{{su|b=2|p=2+}} e do íon incomum Au{{sup|-}} (aureto) presente no composto [[aureto de césio]], [[césio|Cs]]Au.
 
O efeito do par inerte é previsto para afetar de forma mais intensa os elementos mais pesados do período 7, especialmente o [[fleróvio]] e o [[copernício]].{{carece de fontes}}