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.
(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):
Passo 2
Conceito importante: carga nuclear efetiva
.
Expliquei de forma simples: a carga real do núcleo é
(número atômico), mas os elétrons internos “blindam” parte dessa carga para os elétrons externos. A carga efetiva que um elétron sente é
onde
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
.
Passo 3
Método prático para estimar
: regras de Slater (explicadas passo a passo e aplicáveis a elétrons de valência
ou
).
Regras essenciais que vamos usar:
- Para o elétron que estamos analisando, cada outro elétron na mesma camada principal
contribui com para (exceto o caso especial , não aplicável aqui). - Cada elétron na camada
contribui com para . - Cada elétron em camadas
ou inferiores contribui com para .
Vou aplicar essas regras para calcular
e, depois,
para um elétron de valência de cada átomo listado.
Passo 4
Cálculo para o magnésio (
,
, elétron de valência em
).
Identificamos as contribuições para
:
- Elétrons na mesma camada
: além do elétron considerado, há mais 1 elétron de valência (o outro ). Contribuição: . - Elétrons em
: total de 8 elétrons. Contribuição: . - Elétrons em
ou inferiores: → 2 elétrons. Contribuição: .
Somando:
Portanto
Passo 5
Cálculo para o alumínio (
,
, elétron de valência em
).
Contribuições para
:
- Elétrons na mesma camada
: há total de 3 elétrons na camada; para o elétron considerado, os outros são 2 elétrons. Contribuição: . - Elétrons em
: novamente 8 elétrons. Contribuição: . - Elétrons em
ou inferiores: → .
Somando:
Logo
Passo 6
Cálculo para o enxofre (
,
, elétron de valência em
).
Contribuições para
:
- Elétrons na mesma camada
: total de 6 elétrons na camada; para o elétron considerado, os outros são 5 elétrons. Contribuição: . - Elétrons em
: 8 elétrons. Contribuição: . - Elétrons em
ou inferiores: → .
Somando:
Logo
Passo 7
Comparação dos resultados (valores aproximados obtidos):
Interpretação: quanto maior
, maior a atração nuclear efetiva sentida pelo elétron de valência. Vemos que
. Isso faz sentido qualitativo: ao mover-se para a direita na mesma linha da tabela periódica (mesma camada), o número atômico
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