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:
  1. Electrons in the same group (ns, np): Cada elétron contribui com 0.35 para .
  2. Electrons in (n-1) shell: Cada elétron contribui com 0.85 para .
  3. 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 ©.
  1. Determinar o número atômico ( ): O carbono tem .
  2. Configuração eletrônica: . Os elétrons de valência estão na segunda camada ( e ).
  3. 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 : .
  4. Calcular :

Passo 5

Agora, vamos fazer outro exemplo com o sódio (Na).
  1. Número atômico ( ): O sódio tem .
  2. Configuração eletrônica: . O elétron de valência está na terceira camada ( ).
  3. 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 : .
  4. Calcular :

Resposta

Portanto, a Carga Nuclear Efetiva ( ) para os elétrons de valência do carbono é 3.25 e para o sódio é 2.2.

Exercícios relacionados

Os Nox do cromo (Cr) nos sais e são, respectivamente:
a) .
b) +6 e +6 .
c) .
d) +3 e +6
e) +6 e +3
O número de oxidação do manganės no permanganato de potássio é:
a) +2 .
b) +3 .
c) +5
d) +7 .
e) -8
Explique: Energia de dissociação;
Qual dos seguintes compostos tem maior caráter iônico. Justifique sua resposta.