Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo de cada um destes elementos:
c)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo do nitrogênio ( ). Isso faz parte da química, mais especificamente do estudo da estrutura atômica. Para resolver isso, vamos precisar entender o conceito de carga nuclear efetiva e usar algumas regras para calcular.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a carga nuclear efetiva. Basicamente, é a carga positiva que um elétron “sente” do núcleo, levando em conta a blindagem causada pelos outros elétrons. A carga nuclear efetiva ( ) pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
  • é o número atômico (número de prótons no núcleo).
  • é a constante de blindagem, que representa a redução da carga nuclear devido aos elétrons internos.

Passo 3

Agora, vamos aplicar isso ao nitrogênio ( ). O número atômico do nitrogênio é 7, pois ele tem 7 prótons no núcleo. Precisamos descobrir o valor de para o elétron mais externo. Para isso, vamos usar as regras de Slater, que nos ajudam a estimar baseado na configuração eletrônica.

Passo 4

A configuração eletrônica do nitrogênio é . Segundo as regras de Slater:
  • Elétrons no mesmo grupo (mesma camada) cada um contribui com 0,35 para .
  • Elétrons em camadas internas contribuem com 0,85 para .
No nitrogênio, os elétrons mais internos são os e os são os da camada externa.

Passo 5

Calculando :
  • Para os elétrons na mesma camada ( ): Temos 5 elétrons, então .
  • Para os elétrons nas camadas internas ( ): Temos 2 elétrons, então .
  • Total .

Passo 6

Agora, aplicamos a fórmula da carga nuclear efetiva:

Resposta

A carga nuclear efetiva para o elétron mais externo do nitrogênio é aproximadamente .

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