Considere os metais alcalinos
. 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 (
). 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 (
) 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:
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
e
na fórmula da carga nuclear efetiva para cada elemento:
Vamos fazer isso para cada metal alcalino:
-
Lítio (Li):
-
Sódio (Na):
-
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).