Estaba leyendo sobre los elementos del bloque p y encontré que el efecto del par inerte se menciona en todas partes en este tema. Sin embargo, el libro no lo explica muy bien. ¿Qué es el efecto de par inerte? Por favor, dame una explicación completa (¡y un ejemplo sería estupendo!).
El efecto del par inerte describe la preferencia de los elementos del bloque p tardío (elementos del 3º al 6º grupo principal, empezando por el 4º periodo pero adquiriendo verdadera importancia para los elementos del 6º periodo en adelante) por formar iones cuyo estado de oxidación es 2 menor que la valencia del grupo.
Hasta aquí la parte fenomenológica. Pero, ¿cuál es la razón de esta preferencia? Los electrones 1s de los elementos más pesados tienen momentos tan altos que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz, lo que significa que las correcciones relativistas se vuelven importantes. Esto conduce a un aumento de la masa del electrón. Como se sabe por los cálculos de la mecánica cuántica del átomo de hidrógeno que la masa del electrón es inversamente proporcional al radio orbital, se produce una contracción del orbital 1s. Ahora bien, esta contracción del orbital 1s conduce a una disminución del grado de apantallamiento de los electrones s exteriores (la razón de esto es una disminución de la "repulsión del núcleo" cuyo origen se explica en esta respuesta de la mía, véase la parte titulada "¿Por qué los estados con el mismo $n$ pero inferior $\ell$ tienen valores propios de energía más bajos?"), lo que a su vez conduce a una cascada de contracciones de esos orbitales s exteriores. El resultado de esta contracción relativista de los orbitales s es que los electrones de valencia s se comportan menos como electrones de valencia y más como electrones del núcleo, es decir, es menos probable que participen en reacciones químicas y son más difíciles de eliminar por ionización, porque el tamaño reducido de los orbitales s disminuye el solapamiento orbital con los orbitales de los posibles compañeros de reacción y conduce a una energía más baja. Así, mientras que los elementos más ligeros del bloque p (como $\ce{Al}$ ) suelen "ceder" sus electrones s y p cuando forman compuestos químicos, los elementos más pesados del bloque p (como $\ce{Tl}$ ) tienden a "regalar" sus electrones p pero conservan sus electrones s. Esta es la razón por la que, por ejemplo $\ce{Al(III)}$ es preferible a $\ce{Al(I)}$ pero $\ce{Tl(I)}$ es preferible a $\ce{Tl(III)}$ .
Por favor, no te refieras a la masa relativista. La masa es invariante, las energías asociadas a ella no lo son.
@gsurfer04 Podrías detallar a qué te refieres con tu segunda frase, porque la parte "las energías asociadas a ella no lo son" necesita más explicación. Si te refieres a la masa en reposo, que efectivamente sería una constante, entonces tu argumento es correcto. Sé que todo el argumento de que la masa aumenta con la velocidad no es la forma más correcta de expresar lo que ocurre, ya que el término masa utilizado aquí no es idéntico al de masa en reposo, pero no quería sumergirme en esa discusión en mi respuesta. Gracias por dar a conocer esta cuestión.
El efecto de par inerte se manifiesta sobre todo en los elementos de los grupos 15-17.
Es decir, el estado de oxidación se reduce en 2 para los elementos inferiores a ( $\ce{As}$ , $\ce{Sb}$ ), que es más estable que los demás estados de oxidación.
La razón de ello es la inercia del interior $s$ electrones debido a un blindaje deficiente.
A medida que descendemos en el grupo, los electrones d y f intermedios protegen mal a los electrones ns2 y, por tanto, los electrones ns2 son empujados hacia el interior, hacia el núcleo Esto provoca la reticencia de los electrones ns a participar en la formación de enlaces y este fenómeno se denomina efecto del par inerte.
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El efecto del par inerte es un ejemplo de efecto relativista. Su explicación simplificada es la siguiente aquí .