¿Por qué el catión potasio es más duro que el cobre?

Question

Según la teoría HSAB, cuanto menor sea el radio y menos polarizable sea un ácido, más duro será. Según Wikipedia, los radios iónicos de $\ce{ K+}$ es mucho mayor que $\ce{Cu+}$ lo que tiene sentido porque los electrones D son malos escudos. También, $\ce{Cu+}$ tiene una mayor densidad de electrones, pero su carga nuclear efectiva es mayor que la del ion potasio debido a la escasa capacidad de apantallamiento de los electrones d. Sin embargo, ¿por qué $\ce{K+}$ ion considerado duro mientras que $\ce{Cu+}$ iones se consideran blandos?

Answer 1

$\ce{Cu+}$ tiene un núcleo de $\ce{K+}$ con 10 protones adicionales en el núcleo y un $\mathrm{3d^{10}}$ envoltura de electrones a su alrededor. $\ce{Cu+}$ es más pequeño porque tiene más carga positiva que atrae a esos electrones. Pero el tamaño no lo es todo.

El primer potencial de ionización del potasio ( $\pu{4.34 V}$ ) es muy inferior al primer potencial de ionización del cobre ( $\pu{7.73 V}$ ). Pero a partir de ahí, la situación cambia: Segundo potencial de ionización: $\pu{31.63 V}$ para $\ce{K}$ vs $\pu{20.29 V}$ para $\ce{Cu}$ tercer potencial de ionización: $\pu{45.72 V}$ para $\ce{K}$ vs $\pu{36.83 V}$ para $\ce{Cu}$ ; cuarto potencial de ionización: $\pu{60.91 V}$ para $\ce{K}$ vs $\pu{55.2 V}$ para $\ce{Cu}$ ; y quinto potencial de ionización: $\pu{82.66 V}$ para $\ce{K}$ vs $\pu{79.9 V}$ para $\ce{Cu}$ . No es hasta el sexto potencial de ionización cuando el potasio vuelve a ser más fácil de ionizar que el cobre: $\pu{100.0 V}$ para $\ce{K}$ vs $\pu{103 V}$ para $\ce{Cu}$ .

Así, aunque el menor tamaño del $\ce{Cu+}$ ión sugiere que sería más difícil (después de todo, ¡está lleno de más electrones!), resulta que el $\ce{Cu+}$ ion tiene un ( es decir más fácilmente ionizable y, por tanto, más fácilmente polarizable).

Tal vez esto no sea predecible a menos que se tenga en cuenta algo más que los radios iónicos, pero al menos es explicable.