7.25 Qual sofre a maior carga nuclear efetiva, um elétron 2 p em \mathrm{F}^{-}, um elétron 2 p em Ne , ou um elétron 2 p em \mathrm{Na}^{+}?

Passo 1

O enunciado pede para comparar a carga nuclear efetiva Zeff que “sente” um elétron 2p em três espécies isoeletônicas (todas com 10 elétrons): \mathrm{F}^- Z=9, Ne Z=10 e \mathrm{Na}^+ Z=11. Vamos usar o conceito de carga nuclear efetiva e as Regras de Slater para resolver.

Passo 2

A carga nuclear efetiva é dada por
Z_{\rm eff} = Z - S
onde Z é o número atômico e S é a constante de blindagem calculada pelas Regras de Slater. Para um elétron 2p:
  • Cada um dos outros 7 elétrons no mesmo nível 2s e 2p blinda com 0,35.
  • Cada um dos 2 elétrons do nível 1s blinda com 0,85.
    Logo
S = 7\times0,35 + 2\times0,85 = 2,45 + 1,70 = 4,15.

Passo 3

Agora calculamos Z_{\rm eff} em cada caso:
Para \mathrm{F}^- Z=9:
Z_{\rm eff}(\mathrm{F}^-) = 9 - 4,15 = 4,85.
Para Ne Z=10:
Z_{\rm eff}(\mathrm{Ne}) = 10 - 4,15 = 5,85.
Para \mathrm{Na}^+ Z=11:
Z_{\rm eff}(\mathrm{Na}^+) = 11 - 4,15 = 6,85.

Passo 4

Comparando os valores:
Z_{\rm eff}(\mathrm{Na}^+) > Z_{\rm eff}(\mathrm{Ne}) > Z_{\rm eff}(\mathrm{F}^-).
Portanto, o elétron 2p mais fortemente atraído (maior carga nuclear efetiva) está em \mathrm{Na}^+.

Resposta

O elétron 2p em \mathrm{Na}^+ sofre a maior carga nuclear efetiva.

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