Introdução
O efeito de blindagem nos elétrons do orbital d é um conceito muito útil para entender as propriedades químicas e físicas dos elementos de transição, situados nos grupos 3 a 12 da tabela periódica. O efeito de blindagem nada mais é do que a redução da força de atração do núcleo sobre os elétrons de valência devido à presença de outros elétrons entre eles e o núcleo, ou seja, eles funcionam como uma barreira. Nos elementos de transição, os elétrons que estão sendo adicionados ao subnível “d” estão mais afastados do núcleo em comparação com os elétrons s e p do mesmo nível de energia.
Blindagem ineficaz dos elétrons do orbital “d”
Distribuição espacial dos elétrons “d”
Os elétrons nos orbitais “d” têm uma distribuição espacial que forma lobos que se estendem mais para fora do núcleo em comparação com elétrons s e p. Isso faz com que eles sejam menos eficazes em bloquear a atração do núcleo sobre os elétrons de valência externos, pois há uma menor sobreposição de densidade eletrônica entre os elétrons “d” e os elétrons de valência (menos elétrons em uma mesma região).
Implicações para as propriedades atômicas
Tamanho do átomo
A ineficácia dos elétrons “d” em fornecer blindagem efetiva é uma razão pela qual o raio atômico dos elementos de transição não diminui tão drasticamente ao longo de um período como nos outros grupos da tabela periódica.
Energia de ionização e eletronegatividade
Apesar do aumento no número atômico, a energia de ionização e, do mesmo modo, a eletronegatividade dos elementos de transição não aumentam substancialmente. Isso ocorre porque os elétrons “d” não aumentam significativamente a atração nuclear efetiva sobre os elétrons mais externos.
Consequências químicas da blindagem dos elétrons
Complexidade dos Estados de Oxidação
A flexibilidade dos elétrons d em participar em ligações químicas, devido à sua blindagem ineficaz, permite que os elementos de transição exibam uma ampla gama de estados de oxidação. Isso é de extrema importância para suas aplicações em catálise e materiais eletrônicos.
Propriedades magnéticas e catalíticas
As propriedades magnéticas e catalíticas únicas de muitos elementos de transição são diretamente influenciadas pela configuração de seus elétrons “d”. O que impacta diretamente suas utilidades em tecnologias avançadas e processos industriais.
Exemplos sobre blindagem dos elétrons
Ferro (Fe): O ferro exibe múltiplos estados de oxidação e tem papel fundamental em processos biológicos e industriais. A capacidade de alternar entre estados de oxidação é facilitada pela natureza de seus elétrons “d”.
Cobre (Cu): Utilizado em fios e cabos, o cobre deve sua excelente condutividade, em parte, à sua configuração eletrônica que envolve elétrons “d”.
Conclusão
Em suma, o efeito de blindagem nos elétrons d é fundamental para entender o comportamento dos elementos de transição. Ela oferece insights não apenas sobre suas propriedades elementares, mas também sobre suas aplicações práticas em diversos campos da ciência e da tecnologia.
