La contracción de los lantánidos es la disminución mayor a la esperada en los radios atómicos / radios iónicos de los elementos en la serie de los lantánidos del número atómico 57, lantano , al 71, lutecio , lo que da como resultado radios atómicos /radios iónicos más pequeños de lo esperado para el elementos posteriores que comienzan con 72, hafnio . [1] [2] [3] El término fue acuñado por el geoquímico noruego Victor Goldschmidt en su serie "Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente" (Leyes de distribución geoquímica de los elementos).[4]
El efecto es el resultado de un blindaje deficiente de la carga nuclear (fuerza de atracción nuclear sobre los electrones) por parte de los electrones 4f; los electrones 6s son atraídos hacia el núcleo, lo que da como resultado un radio atómico más pequeño.
En los átomos de un solo electrón, la separación promedio de un electrón del núcleo está determinada por la subcapa a la que pertenece y disminuye con el aumento de la carga en el núcleo; esto, a su vez, conduce a una disminución del radio atómico . En los átomos multielectrónicos, la disminución del radio provocada por un aumento de la carga nuclear se compensa parcialmente con el aumento de la repulsión electrostática entre los electrones.
En particular, opera un " efecto de protección ": es decir, a medida que se agregan electrones en las capas externas, los electrones ya presentes protegen a los electrones externos de la carga nuclear, haciéndolos experimentar una carga efectiva más baja en el núcleo. El efecto de protección ejercido por los electrones internos disminuye en el orden s > p > d > f .
Por lo general, a medida que se llena una subcapa particular en un período, el radio atómico disminuye. Este efecto es particularmente pronunciado en el caso de los lantánidos, ya que la subcapa 4f que se llena a través de estos elementos no es muy efectiva para proteger los electrones de la capa externa (n=5 y n=6). Por lo tanto, el efecto de protección es menos capaz de contrarrestar la disminución del radio causada por el aumento de la carga nuclear. Esto conduce a la "contracción de los lantánidos". El radio iónico cae de 103 pm para el lantano (III) a 86,1 pm para el lutecio (III).
Los resultados del aumento de la atracción de los electrones de la capa externa a lo largo del período de los lantánidos se pueden dividir en efectos sobre la propia serie de los lantánidos, incluida la disminución de los radios iónicos, y las influencias sobre los elementos siguientes o posteriores a los lantánidos.