Mostre a configuração eletrônica dos seguintes elementos e calcule as suas respectivas cargas nucleares efetivas:
a) Carbono
b) Alumínio (
)
c) Enxofre ( Z = 16)
d) Cálcio ( Z = 20)
Qual dos elementos apresentam a maior constante de blindagem?
a) Carbono
b) Alumínio (
c) Enxofre ( Z = 16)
d) Cálcio ( Z = 20)
Qual dos elementos apresentam a maior constante de blindagem?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado pede para a gente mostrar a configuração eletrônica de quatro elementos diferentes e calcular a carga nuclear efetiva de cada um. Além disso, precisamos identificar qual deles tem a maior constante de blindagem. Para isso, vamos usar conhecimentos de estrutura eletrônica e teoria da carga nuclear efetiva.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é configuração eletrônica. Ela mostra como os elétrons estão distribuídos nos orbitais de um átomo. A carga nuclear efetiva (
) é a atração líquida que os elétrons sentem do núcleo, considerando o efeito de blindagem dos outros elétrons.
Passo 3
Vamos começar com o Carbono, que tem
. A configuração eletrônica é:
Isso significa que há dois elétrons no primeiro nível de energia (1s), dois no segundo nível no orbital s (2s) e dois no orbital p (2p).
Passo 4
Agora, calculando a carga nuclear efetiva do Carbono. Usamos a fórmula:
Onde
é o número de elétrons que blindam a carga nuclear. Para o Carbono:
-
-
é aproximadamente 2 (elétrons no nível interno 1s)
Então,
Passo 5
Vamos para o Alumínio, com
. A configuração eletrônica é:
Temos dois elétrons no 1s, dois no 2s, seis no 2p, dois no 3s e um no 3p.
Passo 6
Calculando a carga nuclear efetiva do Alumínio:
-
-
é aproximadamente 10 (todos os elétrons nos níveis internos: 1s, 2s, 2p)
Então,
Passo 7
Agora, o Enxofre, com
. A configuração eletrônica é:
Dois elétrons no 1s, dois no 2s, seis no 2p, dois no 3s e quatro no 3p.
Passo 8
Calculando a carga nuclear efetiva do Enxofre:
-
-
é aproximadamente 10 (elétrons nos níveis internos: 1s, 2s, 2p)
Então,
Passo 9
Por fim, o Cálcio, com
. A configuração eletrônica é:
Dois elétrons no 1s, dois no 2s, seis no 2p, dois no 3s, seis no 3p e dois no 4s.
Passo 10
Calculando a carga nuclear efetiva do Cálcio:
-
-
é aproximadamente 18 (elétrons nos níveis internos: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p)
Então,
Resposta
As cargas nucleares efetivas são:
- Carbono:
- Alumínio:
- Enxofre:
- Cálcio:
O Enxofre apresenta a maior constante de blindagem.