O átomos e fons
e
tem uma característica em comum, que característica é essa. E para qual destes a carga nuclear efetiva que atua sobre o elétron mais extemo será a menor? Justifique.
Passo 1
O enunciado dá os átomos e íons
,
,
e
e pede: (i) qual característica eles têm em comum e (ii) para qual deles a carga nuclear efetiva que age sobre o elétron mais externo é a menor. Vamos usar o conceito de série isoeletrônica e a definição de carga nuclear efetiva
, onde
é a carga nuclear e
a constante de blindagem (shielding).
Passo 2
Calculemos o número de elétrons em cada espécie:
tem
e, sendo neutro,
elétrons.
tem
e perdeu 1 elétron
elétrons.
tem
e perdeu 2 elétrons
elétrons.
tem
e perdeu 3 elétrons
elétrons.
Em todos os casos há elétrons e, portanto, configuração eletrônica
Em todos os casos há
Isso significa que todos são isoeletrônicos entre si.
Passo 3
Para um elétron na camada
podemos usar aproximadamente as Regras de Slater para obter a blindagem
. Nesse caso só há elétrons nos níveis
e
que blindam totalmente, e não há outros elétrons no próprio
além do que estamos analisando, daí
Logo
Como
é o mesmo para os quatro casos, a variação de
segue a de
:
Passo 4
Concluímos que, entre essas quatro espécies isoeletrônicas, aquela de menor carga nuclear efetiva no elétron mais externo é a de menor número atômico
, ou seja,
.
Resposta
Eles são isoeletrônicos (todos têm configuração
). A carga nuclear efetiva mais baixa no elétron externo ocorre em
, pois é o que tem menor
e, com blindagem aproximadamente igual, resulta no menor
.