(Concurso IFCE 2026 - AOCP) A organização da tabela periódica decorre da estrutura eletrônica dos átomos e da variação da carga nuclear efetiva (Zef), grandeza que condiciona as propriedades reacionais dos elementos. Com base na relação entre estrutura atômica e Zef, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas.
I. A Zef sobre os elétrons da camada mais interna é menor devido ao efeito de blindagem provocado pelos elétrons externos.
II. Para o átomo de hidrogênio, a Zef é igual a 1 (um).
III. Com o aumento da carga nuclear efetiva, cresce a atração do núcleo sobre os elétrons, dificultando sua remoção.
IV. IV. A Zef do lítio é maior que a do flúor, pois ambos possuem o mesmo efeito de blindagem.
A) Apenas I e II.
B) Apenas I, II e IV.
C) Apenas I e III.
D) Apenas II e III.

Passo 1

O enunciado dá quatro afirmativas sobre a carga nuclear efetiva Z_{\rm eff} e pede que eu indique quais são corretas. As afirmativas são:
I. A Z_{\rm eff} sobre os elétrons da camada mais interna é menor devido ao efeito de blindagem provocado pelos elétrons externos.
II. Para o átomo de hidrogênio, a Z_{\rm eff} é igual a 1.
III. Com o aumento da carga nuclear efetiva, cresce a atração do núcleo sobre os elétrons, dificultando sua remoção.
IV. A Z_{\rm eff} do lítio é maior que a do flúor, pois ambos possuem o mesmo efeito de blindagem.
O que é pedido: identificar quais das afirmativas I–IV são verdadeiras e, a partir disso, escolher a alternativa correta entre A, B, C ou D.

Passo 2

Vou explicar de forma clara o que é Z_{\rm eff} e como ela é calculada (conceito essencial para avaliar as afirmativas).
  • Definição conceitual: Z_{\rm eff} é a carga nuclear efetiva sentida por um elétron em um átomo. É a carga positiva do núcleo vista pelo elétron depois de descontar o efeito de blindagem (ou apantinhamento) causado pelos outros elétrons.
  • Fórmula simples e útil (modelo aproximado, usado comumente em provas): Z_{\rm eff}=Z-S, onde:
    • Z é o número atômico (carga positiva total do núcleo, quantidade de prótons);
    • S é a constante de blindagem, que quantifica quanto outros elétrons “bloqueiam” a carga do núcleo para o elétron considerado.
  • Intuição sobre blindagem:
    • Elétrons das camadas internas (mais próximos do núcleo) blindam fortemente os elétrons externos, reduzindo Z_{\rm eff} que os elétrons externos sentem.
    • Elétrons externos têm efeito muito pequeno (praticamente nulo) de blindagem sobre elétrons mais internos — os elétrons internos sentem quase toda a carga nuclear.
  • Tendência periódica relevante: ao atravessar um período (da esquerda para a direita), Z aumenta enquanto a blindagem por elétrons internos praticamente não muda, então Z_{\rm eff} dos elétrons de valência aumenta. Em geral, maior Z_{\rm eff} implica maior atração nuclear e maior energia de ionização (mais difícil remover o elétron).

Passo 3

Análise da afirmativa I:
I afirma que “A Z_{\rm eff} sobre os elétrons da camada mais interna é menor devido ao efeito de blindagem provocado pelos elétrons externos.”
  • Compare com a intuição e definição: elétrons externos estão “fora” dos elétrons internos, logo eles não removem a atração do núcleo sobre os elétrons internos de forma significativa. Pelo contrário, os elétrons internos ficam mais próximos do núcleo e sentem praticamente a carga nuclear total (pouca blindagem).
  • Portanto a lógica da afirmativa I está invertida: são os elétrons internos que blindam os externos, e não o contrário. Logo I é falsa.

Passo 4

Análise da afirmativa II:
II diz que “Para o átomo de hidrogênio, a Z_{\rm eff} é igual a 1.”
  • No átomo de hidrogênio há um único próton ( Z=1) e apenas um elétron; não há outros elétrons para causar blindagem, então S=0.
  • Usando Z_{\rm eff}=Z-S obtemos Z_{\rm eff}=1-0=1.
  • Portanto II é verdadeira.

Passo 5

Análise da afirmativa III:
III diz que “Com o aumento da carga nuclear efetiva, cresce a atração do núcleo sobre os elétrons, dificultando sua remoção.”
  • Isso segue diretamente da definição física: Z_{\rm eff} mede a atração efetiva que o núcleo exerce sobre um elétron. Se Z_{\rm eff} aumenta, a força de atração eletrostática sobre o elétron aumenta e, consequentemente, a energia necessária para remover esse elétron (energia de ionização) tende a aumentar.
  • Exemplo prático: na mesma camada, ao mover-se da esquerda para a direita na mesma linha da tabela periódica, Z_{\rm eff} aumenta e a energia de ionização aumenta — elétrons ficam mais difíceis de remover.
  • Portanto III é verdadeira.

Passo 6

Análise da afirmativa IV com cálculo ilustrativo (Slater) — é bom ter um cálculo concreto para provas:
IV afirma que “A Z_{\rm eff} do lítio é maior que a do flúor, pois ambos possuem o mesmo efeito de blindagem.”
  • Primeiro, lembrando: lítio ( \mathrm{Li}) tem Z=3 e configuração eletrônica 1s^2\,2s^1. Flúor ( \mathrm{F}) tem Z=9 e configuração 1s^2\,2s^2\,2p^5.
  • Pelo raciocínio geral de tendência periódica, dentro do mesmo período Z_{\rm eff} aumenta da esquerda para a direita; portanto espera-se que \mathrm{F} tenha Z_{\rm eff} maior que \mathrm{Li}, não o contrário.
  • Para tornar a comparação numérica, uso as Regras de Slater (forma aproximada mas muito usada em provas):
    • Para elétrons do grupo n (mesma camada): cada outro elétron da mesma camada contribui com 0,35 para S (para 1s especializa-se, mas aqui tratamos valência 2s/2p normalmente).
    • Para elétrons da camada anterior ( n-1): cada elétron contribui com 0,85.
  • Calculemos Z_{\rm eff} aproximado para o elétron de valência (camada n=2) em cada átomo.
    Para o lítio (elétron 2s):
    • Z=3.
    • Eletróns na mesma camada (excluindo o elétron em questão): 0 (não há outro elétron no n=2 além do próprio).
    • Eletróns em n=1: 2 elétrons que contribuem cada um com 0{,}85: S=0{,}85\times 2=1{,}70.
    • Assim Z_{\rm eff}(\text{Li})=3-1{,}70=1{,}30.
    Para o flúor (elétron 2p):
    • Z=9.
    • Eletróns na mesma camada (excluindo o elétron em questão): existem 6 outros elétrons em n=2 (os 2s^2 e os outros 2p que completam os 7 além do elétron considerado), cada um contribuindo com 0{,}35: contribuição 0{,}35\times 6=2{,}10.
    • Eletróns em n=1: 2 elétrons que contribuem 0{,}85\times 2=1{,}70.
    • Total de blindagem S=2{,}10+1{,}70=3{,}80.
    • Assim Z_{\rm eff}(\text{F})=9-3{,}80=5{,}20.
  • Conclusão numérica: Z_{\rm eff}(\text{Li})\approx 1{,}30<Z_{\rm eff}(\text{F})\approx 5{,}20.
  • Além disso, a justificativa da afirmativa (“pois ambos possuem o mesmo efeito de blindagem”) é incorreta: embora ambos tenham os mesmos elétrons de núcleo 1s^2, o número de elétrons na mesma camada e a carga nuclear Z são muito diferentes, o que torna a Z_{\rm eff} do flúor bem maior. Portanto IV é falsa.

Passo 7

Resumo das verdades/falsidades:
  • I: falsa.
  • II: verdadeira.
  • III: verdadeira.
  • IV: falsa.
As afirmativas verdadeiras são apenas II e III.

Resposta

D

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