a. Calcule a carga nuclear efetiva atuando e elétron de valência em um átomo de potássio e em um átomo de rubídio.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a carga nuclear efetiva que atua em um elétron de valência nos átomos de potássio e rubídio. Isso faz parte da química, especificamente da teoria atômica. Para isso, vamos precisar conhecer a configuração eletrônica desses elementos e entender como a carga nuclear efetiva funciona.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é carga nuclear efetiva. Basicamente, é a carga que um elétron de valência “sente” do núcleo, levando em conta o efeito de blindagem dos outros elétrons internos. A fórmula mais comum para calcular a carga nuclear efetiva ( Zef = Z - S ) é:
Onde:
  • é o número atômico (número de prótons no núcleo).
  • é o número de elétrons que “blindam” ou diminuem a carga positiva efetiva sentida pelo elétron de valência.

Passo 3

Vamos começar com o potássio (K). O número atômico do potássio é 19, então K: 1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2, 3p^6, 4s^1 . A configuração eletrônica do potássio é:
S = 18
O elétron de valência está na camada 4s ( Zef = 19 - 18 = 1 ). Para calcular , vamos considerar os elétrons internos que estão nas camadas a . Usando a regra de Slater simplificada para metais do grupo 1, os elétrons que blindam completamente são os das camadas internas. Portanto:
Agora, aplicamos a fórmula:

Passo 4

Agora, vamos para o rubídio (Rb). O número atômico do rubídio é 37, então Rb: 1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2, 3p^6, 4s^2, 3d^10, 4p^6, 5s^1 . A configuração eletrônica do rubídio é:
S = 36
O elétron de valência está na camada 5s ( Zef = 37 - 36 = 1 ). Utilizando a mesma regra de Slater, os elétrons nas camadas a contribuem para o escudo. Portanto:
Aplicando a fórmula:

Resposta

A carga nuclear efetiva atuando em um elétron de valência é de para o átomo de potássio e também de para o átomo de rubídio.

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