Considerando os elétrons mais externos em átomos de
e
. Quais valores você estimaria para a
de ambos átomos, usando as regras de Slater?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A questão pede para estimarmos a carga nuclear efetiva (
) dos elétrons mais externos nos átomos de Silício (
) e Cloro (
), usando as regras de Slater. Para isso, vamos precisar conhecer a configuração eletrônica de cada átomo e aplicar as regras de Slater para calcular a carga efetiva.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir a configuração eletrônica dos átomos de Silício e Cloro para identificar os elétrons mais externos.
-
Silício (
):
A configuração eletrônica é. Os elétrons mais externos estão na camada e . -
Cloro (
):
A configuração eletrônica é. Os elétrons mais externos estão na camada e .
Passo 3
Agora, vamos aplicar as Regras de Slater para calcular o escudo (
) que reduz a carga nuclear efetiva sentida pelos elétrons de valência.
As regras básicas de Slater são:
- Organizar os elétrons por camadas e subníveis.
- Determinar o escudo (
) com base na posição dos elétrons. - Calcular
, onde é a carga nuclear.
Passo 4
Vamos calcular o escudo para cada átomo:
-
Para Silício (
): - Grupo de elétrons de valência:
. - Elétrons no mesmo grupo (3s e 3p): Para cada elétron, os outros elétrons no mesmo grupo contribuem com
. - Total de elétrons no mesmo grupo:
(excluindo o elétron que estamos calculando). - Contribuição:
.
- Total de elétrons no mesmo grupo:
- Elétrons nas camadas internas (1s, 2s, 2p): Cada elétron interno contribui com
. - Total de elétrons nas camadas internas:
. - Contribuição:
.
- Total de elétrons nas camadas internas:
- Total do escudo (
): .
- Grupo de elétrons de valência:
-
Para Cloro (
): - Grupo de elétrons de valência:
. - Elétrons no mesmo grupo (3s e 3p): Para cada elétron, os outros elétrons no mesmo grupo contribuem com
. - Total de elétrons no mesmo grupo:
(excluindo o elétron que estamos calculando). - Contribuição:
.
- Total de elétrons no mesmo grupo:
- Elétrons nas camadas internas (1s, 2s, 2p): Cada elétron interno contribui com
. - Total de elétrons nas camadas internas:
. - Contribuição:
.
- Total de elétrons nas camadas internas:
- Total do escudo (
): .
- Grupo de elétrons de valência:
Passo 5
Agora, vamos calcular a carga nuclear efetiva (
) para cada átomo usando a fórmula:
Onde
é a carga nuclear do átomo.
-
Para Silício (
): -
Para Cloro (
):
Resposta
Os valores estimados para a carga nuclear efetiva (
) são aproximadamente
para o Silício (
) e
para o Cloro (
), usando as regras de Slater.