Efectos relativistas quimica

Efectos de la relatividad para estudiantes de primer nivel.
La importancia de la relatividad para los químicos esta bien establecida (1-3), pero las conclusiones de relatividad especial no han sidocompletamente incorporadas en libros de texto para niveles básicos. En esta nota me gustaría resumir los contenidos de la lectura que he asignado a mis estudiantes de primer nivel acerca de losefectos de la relatividad en química.
La lectura ha sido basada en los artículos de Pitzer (1) y en los de Pyyko y Desclaux (2) y también en mi propia investigación de espectros foto electrónicos.Empezare por exponer la bien conocida relación entre la masa de un objeto y su velocidad v;

Donde m es el resto de masa y c es la velocidad de la luz. Ahora, para electrones en átomos o moléculas, vincrementa con el número atómico Z, lo cual significa que los efectos relativistas son más importantes para elementos más pesados. Como resultado del incremento de masa, el radio promedio relativista paras y p electrones será menor que en el no relativista, por la proporción inversa de la masa. Este resultado en una contracción relativista de s y p electrones. Por otra parte, d y f electrones tiendena quedarse lejos del núcleo y se expandirán radialmente ya que el s y p electrones absorben la atracción nuclear de manera más eficiente. Esto también significa que son energéticamentedesestabilizados (1,2) debido a este efecto indirecto.
El espectro foto eléctrico de los niveles centrales (4) provee una verificación directa de estas conclusiones, ya que energías ionizantes para un numero deniveles centrales en especies atómicas ha sido recientemente medido (5-8). En la figura I se comparan energías atómicas cubiertas experimentales (energías ionizantes de niveles centrales) con lascalculadas de forma relativa (5, 9), y no relativas (10). Nótese que la contracción de los orbitales s y p se manifiestan por un incremento en la energía que toma al ionizar electrones de estos orbitales...