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 (
) 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
. A configuração eletrônica do potássio é:
O elétron de valência está na camada 4s (
). 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
. A configuração eletrônica do rubídio é:
O elétron de valência está na camada 5s (
). 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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a.
a.
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