En átomos muy pesados, los electrones del orbital 1s [matemático] 1s [/ matemático] (en realidad, todos los orbitales con cierta densidad de electrones cerca del núcleo, pero el orbital 1s [matemático] 1s [/ matemático] es el más cercano y, por lo tanto, los más afectados) están sujetos a cargas nucleares efectivas muy altas, comprimiendo los orbitales en una región muy pequeña del espacio. Esto a su vez obliga a los momentos de los electrones más internos a ser muy altos, a través del principio de incertidumbre (o en una imagen clásica, los electrones necesitan orbitar el núcleo muy rápidamente para evitar caer). Los momentos son tan altos, de hecho, que las correcciones especiales de relatividad se vuelven apreciables, de modo que los momentos reales, corregidos relativísticamente, (prelativista = γpclassical [math] prelativistic = γpclassical [/ math]) son algo más altos que los momentos clásicos aproximados. Nuevamente, a través del principio de incertidumbre, esto causa una contracción relativista del orbital 1s [matemático] 1s [/ matemático] (y otros orbitales con densidad de electrones cerca del núcleo, especialmente ns [matemático] ns [/ matemático] y np [matemático] np [/ matemáticas] orbitales).
La contracción relativista de los orbitales más internos crea una cascada de cambios de blindaje de electrones entre el resto de los orbitales. El resultado final es que todos los orbitales ns [math] ns [/ math] están contraídos, acercándose al núcleo y desplazándose hacia abajo en energía. Esto es relevante para la pregunta porque los electrones de valencia 7s [matemática] 7s [/ matemática] en Ra están más atraídos por el núcleo de lo que cabría esperar de un análisis de tendencia simple, ya que rara vez toman en cuenta el aumento de los efectos relativistas como uno baja la tabla periódica.
Por lo tanto, la primera (y segunda) energía de ionización de Ra se vuelve más alta de lo esperado, hasta el punto de que en realidad hay una disminución al alza en la tendencia a la baja. El radio Eka (Z = 120 [matemática] Z = 120 [/ matemática]) tendría efectos relativistas mucho más fuertes, y se puede esperar que tenga una energía de ionización significativamente mayor en comparación con Ra. De hecho, los efectos relativistas conspirarán para hacer que los metales del grupo 2 sean un poco más nobles. Aunque la tabla periódica se vuelve tan desordenada cerca de los elementos superpesados que es difícil decir si será una tendencia claramente visible, o solo un efecto que se combinará con varios otros.
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Fuente: ¿Por qué el radio tiene una energía de primera ionización más alta que el bario?
Espero que haya ayudado! 🙂
