Que elétrons sentem maior carga nuclear efetiva? (a) Os elétrons de valência do Mg (b) Os elétrons do valência do Al (c) Os elétrons de valência do S .

Passo 1

O que o enunciado pede: identificar quais elétrons sentem maior carga nuclear efetiva entre as opções:
(a) elétrons de valência do Mg; (b) elétrons de valência do Al; (c) elétrons de valência do S.
Informações relevantes dadas (vou listar os números atômicos e as configurações eletrônicas, que são essenciais para calcular a carga efetiva):
\text{Mg: } Z=12,\\ \text{configuração }1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}çã
\text{Al: } Z=13,\\ \text{configuração }1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{1}çã
\text{S: } Z=16,\\ \text{configuração }1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{4}çã

Passo 2

Conceito importante: carga nuclear efetiva Z_{\text{ef}}.
Expliquei de forma simples: a carga real do núcleo é Z (número atômico), mas os elétrons internos “blindam” parte dessa carga para os elétrons externos. A carga efetiva que um elétron sente é
Z_{\text{ef}} = Z - S,
onde S é a constante de blindagem (shielding) que representa a soma da contribuição de todos os outros elétrons que diminuem a atração nuclear sentida pelo elétron considerado. Então, para comparar quem sente maior atração, comparamos os valores aproximados de Z_{\text{ef}}.

Passo 3

Método prático para estimar S: regras de Slater (explicadas passo a passo e aplicáveis a elétrons de valência ns ou np).
Regras essenciais que vamos usar:
  • Para o elétron que estamos analisando, cada outro elétron na mesma camada principal n contribui com 0,35 para S (exceto o caso especial 1s, não aplicável aqui).
  • Cada elétron na camada n-1 contribui com 0,85 para S.
  • Cada elétron em camadas n-2 ou inferiores contribui com 1,00 para S.
Vou aplicar essas regras para calcular S e, depois, Z_{\text{ef}} para um elétron de valência de cada átomo listado.

Passo 4

Cálculo para o magnésio ( \text{Mg}, Z=12, elétron de valência em 3s).
Identificamos as contribuições para S:
  • Elétrons na mesma camada n=3: além do elétron considerado, há mais 1 elétron de valência (o outro 3s). Contribuição: 1\times 0,35 = 0,35.
  • Elétrons em n-1=2: 2s^{2}2p^{6} total de 8 elétrons. Contribuição: 8\times 0,85 = 6,8.
  • Elétrons em n-2 ou inferiores: 1s^{2} → 2 elétrons. Contribuição: 2\times 1,00 = 2,00.
Somando:
S_{\text{Mg}} = 0,35 + 6,8 + 2,00 = 9,15.
Portanto
Z_{\text{ef}}(\text{Mg}) = Z - S = 12 - 9,15 = 2,85.

Passo 5

Cálculo para o alumínio ( \text{Al}, Z=13, elétron de valência em 3p).
Contribuições para S:
  • Elétrons na mesma camada n=3: há 3s^{2}3p^{1} total de 3 elétrons na camada; para o elétron considerado, os outros são 2 elétrons. Contribuição: 2\times 0,35 = 0,70.
  • Elétrons em n-1=2: novamente 8 elétrons. Contribuição: 8\times 0,85 = 6,8.
  • Elétrons em n-2 ou inferiores: 1s^{2} 2\times 1,00 = 2,00.
Somando:
S_{\text{Al}} = 0,70 + 6,8 + 2,00 = 9,50.
Logo
Z_{\text{ef}}(\text{Al}) = 13 - 9,50 = 3,50.

Passo 6

Cálculo para o enxofre ( \text{S}, Z=16, elétron de valência em 3p).
Contribuições para S:
  • Elétrons na mesma camada n=3: 3s^{2}3p^{4} total de 6 elétrons na camada; para o elétron considerado, os outros são 5 elétrons. Contribuição: 5\times 0,35 = 1,75.
  • Elétrons em n-1=2: 8 elétrons. Contribuição: 8\times 0,85 = 6,8.
  • Elétrons em n-2 ou inferiores: 1s^{2} 2\times 1,00 = 2,00.
Somando:
S_{\text{S}} = 1,75 + 6,8 + 2,00 = 10,55.
Logo
Z_{\text{ef}}(\text{S}) = 16 - 10,55 = 5,45.

Passo 7

Comparação dos resultados (valores aproximados obtidos):
Z_{\text{ef}}(\text{Mg}) \approx 2,85
Z_{\text{ef}}(\text{Al}) \approx 3,50
Z_{\text{ef}}(\text{S}) \approx 5,45
Interpretação: quanto maior Z_{\text{ef}}, maior a atração nuclear efetiva sentida pelo elétron de valência. Vemos que \text{S}>\text{Al}>\text{Mg}. Isso faz sentido qualitativo: ao mover-se para a direita na mesma linha da tabela periódica (mesma camada), o número atômico Z aumenta, enquanto a blindagem pelos elétrons internos não aumenta tanto, então a carga efetiva sentida cresce.
Você consegue! A resposta é que os elétrons de valência do enxofre sentem a maior carga efetiva entre as opções.

Resposta

(c) Os elétrons de valência do S

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