O que é carga nuclear efetiva? Por que ela é importante? Qual é a sua tendencia?
Passo 1
Vamos entender o que a questão pede: ela quer que a gente explique o conceito de carga nuclear efetiva, por que esse conceito é relevante para propriedades atômicas e qual é a sua tendência ao longo da Tabela Periódica. Para isso, vamos precisar da noção de número atômico, elétrons de valência e do efeito de blindagem eletrônica.
Passo 2
Definição de carga nuclear efetiva:
A carga nuclear efetiva ( ) é a carga positiva “sentida” por um elétron em um átomo, levando em conta que os demais elétrons “blindam” parte da atração do núcleo. Em outras palavras, embora o núcleo tenha carga
(onde
é o número atômico), nem toda essa carga atua sobre cada elétron devido à repulsão dos outros elétrons.
A carga nuclear efetiva (
Passo 3
Fórmula simplificada de cálculo:
Uma forma aproximada de obter é subtrair do número atômico
uma constante de blindagem
, que representa a contribuição dos elétrons internos:
Uma forma aproximada de obter
Aqui,
aumenta conforme há mais elétrons entre o elétron considerado e o núcleo, reduzindo a atração efetiva.
Passo 4
Importância da carga nuclear efetiva:
– Explica o tamanho atômico: quanto maior , mais forte a atração pelo núcleo e menor o raio atômico.
– Justifica energias de ionização: quanto maior , mais energia é necessária para remover um elétron.
– Afeta afinidade eletrônica e polarizabilidade: elétrons mais “segundos” pelo núcleo alteram facilidade de ganho de elétrons ou distorção da nuvem eletrônica.
– Explica o tamanho atômico: quanto maior
– Justifica energias de ionização: quanto maior
– Afeta afinidade eletrônica e polarizabilidade: elétrons mais “segundos” pelo núcleo alteram facilidade de ganho de elétrons ou distorção da nuvem eletrônica.
Passo 5
Tendência na Tabela Periódica:
– Ao longo de um período (da esquerda para a direita), aumenta em 1 unidade a cada elemento, mas
só cresce muito pouco, pois os elétrons vão entrando no mesmo nível de energia. Logo,
aumenta de forma quase linear.
– Descendo um grupo, entram camadas eletrônicas adicionais, o que eleva bastante . Consequentemente, apesar de
aumentar, a blindagem cresce mais, fazendo com que
diminua (ou cresça muito pouco) conforme descemos no grupo.
– Ao longo de um período (da esquerda para a direita),
– Descendo um grupo, entram camadas eletrônicas adicionais, o que eleva bastante
Resposta
A carga nuclear efetiva é a carga positiva líquida que um elétron “vê” no núcleo, descontada a blindagem dos demais elétrons. Ela é importante porque determina propriedades como raio atômico, energia de ionização e afinidade eletrônica. Na Tabela Periódica,
cresce da esquerda para a direita num período e tende a diminuir (ou crescer menos) ao descer em um grupo.