Efectos relativistas
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Generalidades Cuando un electrón se mueve alrededor de un átomo
masivo y ligeramente cargado su velocidad aumenta y se hace comparable a la de la luz.
En ese caso los efectos relativistas se hacen relevantes e interesantes
La masa cambia de la siguiente forma:
Generalidades La ec. De Schrödinger ya no puede ser utilizada y se
usa la Ec. De Dirac
Los efectos relativistas van aumentando conforme avanzas en la tabla periódica.
Generalidades Los orbitales se contraen por efecto de la relatividad
entonces se cree que estos efectos son responsables del 15% de la contracción lantánida.
Los efectos relativistas también son responsables del acoplamiento espin-orbital.
EI y AE anómalas por efectos relativistas.
Principales efectos Contracción de orbitales d y f. estabilización de
orbitales s y p
Acoplamiento espin-orbital
Expansión relativistas radial por lo tanto destabilización de orbitales d y f mas externos.
Los tres efectos crecen en función de Z2
Propiedades afectadas Configuraciones electronicas
Radio atómico (contracción lantanida y escandida o del bloque d)
Tamaño de enlace
Angulo de enlace
Contracción lantánida Aproximadamente el 10% de la contracción lantánida
proviene de efectos relativistas.
Algunos estudios de química teórica son mostrados en la tabla
En el caso de los actinoides los efectos son mas marcados y corresponden a una contracción de aprox. 30 pm
¿Dónde aparecen los efectos relativistas?
En catálisis con compuestos de Pd y Pt debido al cambio de configuración electrónicas de estos metales
En los mecanismos de reacción de compuestos contra el cáncer como “cis-platino” ya que este evita la síntesis de DNA de células cancerígenas.
¿Dónde aparecen los efectos relativistas?
El color del oro se debe a estos efectos ya que los electrones del oro cambian de un orbital 5d a uno 6s absorbiendo 2.4 eV. Si no fuera por esto el oro seria blanco como la plata!
La regla de los 18 electrones presenta algunas consideraciones relativistas
El mercurio es liquido a temperatura ambiente gracias a la contracción relativista del orbital 6s2
Efecto del par inerte Los efectos relativistas y de escudo provocan la
estabilización del orbital 6s2 lo que evita que este tome parte en el enlace.
Esto es lo que impide que algunos elementos no alcancen su máximo numero de oxidación
Una comparación entre los diagramas de orbitales de Sn y PB podemos verlo en la siguiente figura:
Efecto del par inerte Cuando se considera la geometría del átomo pesado
podemos observar que el par inerte puede ser “estereoquimicamente activo” o “estereoquimicamenteinactivo”
También existe el efecto del par libre 4s2 y 5s2
En el caso del 5s la estabilización es relativista
En el caso del 4s es por la contracción lantánida y en menor medida relativista
Efecto del par inerte Los efectos relativistas son responsables de la
dificultad para oxidar al Pb(II) y al Bi(III)
Efectos relativistas causan la estabilidad de P(III), S(IV), As(III), Se(IV), Br(V), Tl(I), Pb(II) y Bi(III)
