Escreva a configuração eletrônica completa para as espécies químicas abaixo e determine a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo. A partir do valor de
calculado, coloque-os em ordem crescente de energia de ionização e justifique.
a)
b)
c)
a)
b)
c)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A pergunta pede para a gente:
- Escrever a configuração eletrônica completa para as espécies químicas:
, e . - Determinar a carga nuclear efetiva (
) para o elétron mais externo de cada uma. - Com base no
, organizar essas espécies em ordem crescente de energia de ionização e justificar essa ordem.
Para isso, vamos precisar entender sobre configuração eletrônica e como calcular o
usando a fórmula de Slater.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a configuração eletrônica completa de cada espécie.
a) S (Enxofre)
O enxofre tem um número atômico , então tem 16 elétrons. A configuração eletrônica é:
O enxofre tem um número atômico
b) Ni²⁺ (Níquel com carga +2)
O níquel tem , mas como está com uma carga +2, ele perdeu 2 elétrons, ficando com 26 elétrons. A configuração eletrônica é:
O níquel tem
c) Ca (Cálcio)
O cálcio tem , então tem 20 elétrons. A configuração eletrônica é:
O cálcio tem
Passo 3
Agora, vamos calcular a carga nuclear efetiva (
) para o elétron mais externo de cada espécie usando a fórmula de Slater:
onde
é a constante de blindagem.
a) S (Enxofre)
Para o elétron 3p:
Para o elétron 3p:
- Proteção dos elétrons internos:
- 1s: 2 elétrons
0.85 - 2s e 2p: 8 elétrons
0.85 - 3s e 3p: 5 elétrons
0.35 (os elétrons na mesma camada não protegem muito)
- 1s: 2 elétrons
- Calculando
:
Então,
b) Ni²⁺ (Níquel +2)
Para o elétron 3d:
Para o elétron 3d:
- Proteção dos elétrons internos:
- 1s: 2 elétrons
0.85 - 2s e 2p: 8 elétrons
0.85 - 3s e 3p: 10 elétrons
0.35
- 1s: 2 elétrons
- Calculando
:
Então,
(Nota: Subtraímos 2 elétrons pela carga +2)
c) Ca (Cálcio)
Para o elétron 4s:
Para o elétron 4s:
- Proteção dos elétrons internos:
- 1s: 2 elétrons
0.85 - 2s e 2p: 8 elétrons
0.85 - 3s e 3p: 8 elétrons
0.35
- 1s: 2 elétrons
- Calculando
:
Então,
Passo 4
Agora que temos o
para cada espécie:
- S:
- Ni²⁺:
- Ca:
A energia de ionização tende a aumentar com o aumento do
, porque um
maior significa que o elétron externo está mais fortemente atraído pelo núcleo, tornando mais difícil removê-lo.
Passo 5
Portanto, organizando em ordem crescente de energia de ionização:
Justificativa:
- O enxofre (
) tem o menor , então sua energia de ionização é a menor. - O cálcio (
) tem um intermediário, resultando em uma energia de ionização maior que a do enxofre. - O íon níquel (
) possui o maior , portanto, tem a maior energia de ionização.
Resposta
A ordem crescente de energia de ionização é:
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Explique por que a energia de ionização do potássio é menor do que a do sódio, ainda que a carga nuclear efetiva do sódio seja menor.
Escreva as equações de ionização e global envolvidas nas seguintes reações de precipitação:
(a)
(b)
©
(d)
(a)
(b)
©
(d)
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a) e
a)
O que é agente precipitante? Qual é a carateristica necessária do precipitado formado após adição do agente precipitante? Por que deve ser adicionado excesso do agente precipitante nas análises gravimetricas?