Qual a definição do termo carga nuclear efetiva? Determine a
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
(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 (
), porque os elétrons internos diminuem a atração sentida pelos elétrons externos.
Passo 3
Para calcular o
, usamos a fórmula:
Onde:
-
é o número de prótons no núcleo (número atômico). -
é a constante de blindagem, que representa o efeito dos elétrons internos bloqueando a carga nuclear.
Passo 4
Vamos determinar
para o fósforo. O fósforo possui 15 prótons, então
.
Passo 5
Agora, precisamos estimar
. Uma maneira simplificada de calcular
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
.
Segundo a regra de Slater:
- Cada elétron no mesmo grupo (n=3) contribui com 0,35 para
. - 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,
.
Passo 6
Agora, aplicamos a fórmula do
:
Resposta
A carga nuclear efetiva (
) do elétron de valência do fósforo é aproximadamente
.