Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo de cada um destes elementos:
b)
b)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A tarefa é calcular a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo do carbono (
). Vamos precisar entender alguns conceitos de estrutura atômica, especialmente sobre carga nuclear efetiva.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é carga nuclear efetiva. A carga nuclear efetiva (
) é a carga “real” sentida por um elétron em um átomo. Ela leva em conta a carga positiva do núcleo e o efeito de blindagem dos outros elétrons que ficam entre o núcleo e o elétron em questão.
Passo 3
A fórmula para calcular a carga nuclear efetiva é:
Onde:
-
é o número atômico do elemento (número de prótons no núcleo). -
é a constante de blindagem, que representa o efeito dos outros elétrons.
Passo 4
Para o carbono (
), o número atômico
é 6, porque o carbono possui 6 prótons no núcleo.
Passo 5
Agora, precisamos determinar a constante de blindagem
. Para isso, usamos a regra de Slater, que nos dá uma maneira de estimar
com base na distribuição eletrônica do átomo.
Passo 6
A configuração eletrônica do carbono é
. Segundo as regras de Slater:
- Cada elétron no mesmo grupo de
contribui com 0,35 para . - Os elétrons em camadas internas (
ou inferiores) contribuem completamente para .
Passo 7
No carbono:
- O elétron mais externo está na camada
. - Os elétrons na mesma camada
e são 2 do e 2 do , totalizando 4 elétrons. Cada um contribui com 0,35:
Os elétrons na camada interna
também contribuem, mas para a regra simplificada, consideramos
apenas dos elétrons da mesma camada para
.
Passo 8
Agora, aplicamos os valores na fórmula da carga nuclear efetiva:
Resposta
A carga nuclear efetiva para o elétron mais externo do carbono (
) é aproximadamente
.