(peso: 2,5 ) Propriedades periódicas:
a) O que significa o termo Carga nuclear efetiva? Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo de cada um destes elementos:
e Br.
a) O que significa o termo Carga nuclear efetiva? Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo de cada um destes elementos:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente entender o que é a Carga Nuclear Efetiva e calcular essa carga para os elétrons mais externos dos elementos K (Potássio), Ca (Cálcio), Ge (Germânio) e Br (Bromo). Para resolver isso, vamos precisar saber um pouco sobre a estrutura atômica e como os elétrons são distribuídos nas camadas ao redor do núcleo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é Carga Nuclear Efetiva. Basicamente, é a carga positiva real que um elétron sente no átomo. Mesmo que o núcleo tenha uma carga positiva igual ao número atômico (Z), os elétrons internos “blindam” essa carga, fazendo com que o elétron externo sinta uma carga menor. A fórmula para calcular a carga nuclear efetiva (
) é:
Onde:
-
é o número atômico (número de prótons no núcleo). -
é a constante de blindagem, que representa a contribuição dos elétrons internos para a redução da carga efetiva.
Passo 3
Para calcular
, usamos as Regras de Slater, que nos ajudam a estimar o efeito de blindagem dos elétrons internos. As regras variam um pouco dependendo da posição do elemento na tabela periódica, mas uma versão simplificada para nosso propósito é:
- Cada elétron na mesma camada que o elétron de interesse contribui com 0,35 para
. - Cada elétron em uma camada interna contribui com 0,85 para
.
Passo 4
Agora, vamos aplicar isso a cada elemento:
-
Potássio (K):
- Número atômico,
. - Configuração eletrônica: $ [Ar],4s^1 $.
- Eletrons internos (até Argônio): 18.
-
. -
.
- Número atômico,
-
Cálcio (Ca):
- Número atômico,
. - Configuração eletrônica: $ [Ar],4s^2 $.
- Eletrons internos: 18.
-
. -
.
- Número atômico,
-
Germânio (Ge):
- Número atômico,
. - Configuração eletrônica: $ [Ar],3d{10},4s2,4p^2 $.
- Eletrons internos (até Argônio + 10 d): 28.
-
. -
.
- Número atômico,
-
Bromo (Br):
- Número atômico,
. - Configuração eletrônica: $ [Ar],3d{10},4s2,4p^5 $.
- Eletrons internos: 28.
-
. -
.
- Número atômico,
Resposta
A carga nuclear efetiva para o elétron mais externo é:
- K:
- Ca:
- Ge:
- Br: