Qual a definição do termo carga nuclear efetiva? Determine a Z ef do elétron de valência do P (fósforo).

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para definirmos o que é “carga nuclear efetiva” e depois calcular o Zef (carga nuclear efetiva) do elétron de valência do fósforo §. Vamos precisar entender alguns conceitos de química, como estrutura atômica e a ideia de blindagem dos elétrons interiores.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é carga nuclear efetiva. A carga nuclear efetiva é a carga positiva que um elétron de valência realmente “sente” do núcleo, levando em conta a presença dos outros elétrons que bloqueiam (ou blindam) um pouco dessa carga. Basicamente, não é simplesmente o número de prótons no núcleo ( Z), porque os elétrons internos diminuem a atração sentida pelos elétrons externos.

Passo 3

Para calcular o Zef, usamos a fórmula:
Zef = Z - S
Onde:
  • Z é o número de prótons no núcleo (número atômico).
  • S é a constante de blindagem, que representa o efeito dos elétrons internos bloqueando a carga nuclear.

Passo 4

Vamos determinar Z para o fósforo. O fósforo possui 15 prótons, então Z = 15.

Passo 5

Agora, precisamos estimar S. Uma maneira simplificada de calcular S é usando a regra de Slater, que nos dá valores aproximados para diferentes orbitais. Para o fósforo, que está no terceiro período, sua configuração eletrônica é 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3.
Segundo a regra de Slater:
  • Cada elétron no mesmo grupo (n=3) contribui com 0,35 para S.
  • Cada elétron nos grupos internos (n=1 e n=2) contribui totalmente para o blindagem.
No fósforo, temos:
  • 5 elétrons no nível n=3: 2 em 3s e 3 em 3p.
  • 10 elétrons nos níveis n=1 e n=2.
Então, S = (Número de elétrons no mesmo nível) times 0,35 + (Número de elétrons nos níveis internos) times 1úéíúéí.
S = 5 times 0,35 + 10 times 1 = 1,75 + 10 = 11,75.

Passo 6

Agora, aplicamos a fórmula do Zef:
Zef = Z - S = 15 - 11,75 = 3,25

Resposta

A carga nuclear efetiva ( Zef) do elétron de valência do fósforo é aproximadamente 3,25.

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