Considere os metais alcalinos Li, Na, K, Rb. Qual será a carga nuclear efetiva aproximada que atua sobre o elétron mais externo destes átomos?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente calcular a carga nuclear efetiva que atua sobre o elétron mais externo dos metais alcalinos: lítio (Li), sódio (Na), potássio (K) e rubídio (Rb). Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre a estrutura atômica e como os elétrons interagem com o núcleo. Vamos usar a fórmula da carga nuclear efetiva, que é essencial para entender como os elétrons são “sentidos” pelo núcleo de um átomo.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a carga nuclear efetiva ( Zefetiva = Z - S ). Ela representa a carga positiva líquida que um elétron externo sente no átomo, levando em conta tanto a carga do núcleo ( ) quanto o efeito de blindagem ou blindagem dos outros elétrons ( ). A fórmula básica é:
Onde:
  • é o número atômico (quantidade de prótons no núcleo).
  • é a constante de blindagem, que depende de quantos elétrons estão entre o elétron externo e o núcleo.

Passo 3

Agora, vamos identificar o número atômico ( ) de cada metal alcalino:
  • Lítio (Li):
  • Sódio (Na):
  • Potássio (K):
  • Rubídio (Rb):

Passo 4

Em seguida, precisamos estimar a constante de blindagem ( S = número de elétrons internos ) para cada elemento. Para os metais alcalinos, que têm um único elétron no nível mais externo, uma maneira simples de estimar é considerar que todos os elétrons internos blindam esse elétron externo. Uma aproximação comum é:
úé
Por exemplo, para o lítio, que tem 2 elétrons na camada interna, .

Passo 5

Vamos aplicar essa estimativa de para cada elemento:
  • Lítio (Li): 2 elétrons internos, então
  • Sódio (Na): 10 elétrons internos, então
  • Potássio (K): 18 elétrons internos, então
  • Rubídio (Rb): 36 elétrons internos, então

Passo 6

Agora, substituímos os valores de Zefetiva = Z - S e Zefetiva = 3 - 2 = 1 na fórmula da carga nuclear efetiva para cada elemento:
Zefetiva = 11 - 10 = 1
Vamos fazer isso para cada metal alcalino:
  • Lítio (Li):
    Zefetiva = 19 - 18 = 1
  • Sódio (Na):
    Zefetiva = 37 - 36 = 1
  • Potássio (K):
  • Rubídio (Rb):

Resposta

A carga nuclear efetiva aproximada que atua sobre o elétron mais externo dos metais alcalinos é igual a 1 para o lítio (Li), sódio (Na), potássio (K) e rubídio (Rb).

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