La densidad de un elemento está relacionada con la cantidad de átomos que se pueden colocar en un volumen dado y el peso de los núcleos. Por lo tanto, cuanto menor es el radio atómico de un átomo y mayor es el número atómico del núcleo, mayor es la densidad del elemento. El radio atómico muy pequeño de osmio e iridio da como resultado una pequeña separación metal-metal. Esta pequeña separación atómica junto con ambos metales de transición con un número atómico relativamente alto da lugar a su alta densidad.
El pequeño radio atómico se puede atribuir a los siguientes factores :
- Los orbitales f son muy difusos y, por lo tanto, dan como resultado una pobre detección de los electrones más alejados. En el caso del osmio ([Xe] 4f14 5d6 6s2 [matemático] [Xe] 4fX14 5dX6 6sX2 [/ matemático]) e iridio ([Xe] 4f14 5d7 6s2) la mala detección de sus orbitales 4f conduce a una contracción en el n = 5 yn = 6 orbitales.
- Debido al elevado número atómico del osmio y del iridio, entran en juego los efectos relativistas. Básicamente, para núcleos pesados, los electrones s deben circular a velocidades relativistas para mantener una órbita estable (no caer en el núcleo). Por lo tanto, la masa de electrones aumenta y el radio orbital s disminuye (el radio orbital p también disminuye, pero en menor grado).
La contracción orbital causada por estos dos efectos conduce a un pequeño radio atómico para el osmio. Por lo tanto, se producen enlaces cortos metal-metal. Esto se refleja en el volumen de celda pequeña unidad de osmio (27.96 angstroms cúbicos) e iridio . ¡Para comparación, el volumen de celda unitaria para plomo es 121.3 angstroms cúbicos!
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El número atómico relativamente alto de Osmium e Iridium junto con su pequeño radio atómico, como se explicó anteriormente, da lugar a la alta densidad de ambos metales de transición .
