Calcule a Carga Nuclear Efetiva (
) para os elétrons de valência dos seguintes átomos:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me pediu para calcular a Carga Nuclear Efetiva (
) para os elétrons de valência de alguns átomos. Isso faz parte da matéria de Química, especificamente na área de estrutura atômica. Para resolver isso, vamos precisar entender como a carga nuclear efetiva funciona e aplicar a fórmula correspondente para cada átomo que você mencionou.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a Carga Nuclear Efetiva (
). Ela representa a carga positiva efetivamente sentida pelos elétrons de valência, levando em conta a blindagem ou escudo dos elétrons internos que diminuem essa carga sentida.
A fórmula básica para calcular
é:
Onde:
-
é o número atômico do elemento (número de prótons no núcleo). -
é o parâmetro de blindagem, que representa o efeito dos elétrons internos.
Passo 3
Agora, vamos determinar o valor de
para cada átomo. O valor de
pode ser calculado utilizando as regras de Slater, que dão uma estimativa de quantos elétrons internos estão “entre” o núcleo e os elétrons de valência, contribuindo para a blindagem.
As regras de Slater são as seguintes:
- Electrons in the same group (ns, np): Cada elétron contribui com 0.35 para
. - Electrons in (n-1) shell: Cada elétron contribui com 0.85 para
. - Electrons em shells mais internos (n-2 ou inferiores): Cada elétron contribui com 1.00 para
.
Passo 4
Vamos aplicar isso em um exemplo para ficar mais claro. Suponha que queremos calcular a
para o carbono ©.
- Determinar o número atômico (
): O carbono tem . - Configuração eletrônica:
. Os elétrons de valência estão na segunda camada ( e ). - Calcular
: - Elétrons na mesma camada (2s e 2p): 3 elétrons (excluindo o elétron de interesse) cada um contribui com 0.35. Então,
. - Elétrons na camada interna (1s²): Cada um contribui com 0.85. Temos 2 elétrons, então
. - Total de
: .
- Elétrons na mesma camada (2s e 2p): 3 elétrons (excluindo o elétron de interesse) cada um contribui com 0.35. Então,
- Calcular
:
Passo 5
Agora, vamos fazer outro exemplo com o sódio (Na).
- Número atômico (
): O sódio tem . - Configuração eletrônica:
. O elétron de valência está na terceira camada ( ). - Calcular
: - Elétrons na mesma camada (3s): Não há outros elétrons de valência, então
para esta parte. - Elétrons na camada anterior (2s² 2p⁶): 8 elétrons, cada um contribui com 0.85. Então,
. - Elétrons nas camadas internas (1s²): 2 elétrons, cada um contribui com 1.00. Então,
. - Total de
: .
- Elétrons na mesma camada (3s): Não há outros elétrons de valência, então
- Calcular
:
Resposta
Portanto, a Carga Nuclear Efetiva (
) para os elétrons de valência do carbono é 3.25 e para o sódio é 2.2.
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e
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a) .
b) +6 e +6 .
c) .
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c)
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a) +2 .
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