Questão 3. Considere os seguintes elementos: Pe e Ni.
a) Dê a configuração eletrônica completa e calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais energético de cada um desses elementos.
b) Considerando os valores de carga nuclear efetiva, indique qual elemento tem o maior valor de energia de ionização. Justifique sua resposta.
a) Dê a configuração eletrônica completa e calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais energético de cada um desses elementos.
b) Considerando os valores de carga nuclear efetiva, indique qual elemento tem o maior valor de energia de ionização. Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede.
Conteúdo: configuração eletrônica, carga nuclear efetiva (usando as Regras de Slater) e energia de ionização.
O que precisamos:
Conteúdo: configuração eletrônica, carga nuclear efetiva (usando as Regras de Slater) e energia de ionização.
O que precisamos:
- Para P e Ni, achar a configuração eletrônica completa.
- Calcular a carga nuclear efetiva
do elétron mais externo de cada um (pra P já deram , mas vamos mostrar como chegou nisso). - Comparar esses
e dizer qual elemento terá maior energia de ionização, justificando.
Passo 2
Configuração eletrônica e
para o fósforo (P,
):
- Configuração:
- Aplicando as Regras de Slater pra um elétron 3p:
- Elétrons no mesmo nível
(ou seja, os 2 em 3s e os outros 2 em 3p) → cada um “bloqueia” 0,35 ⇒ contribuição total . - Elétrons em
(2s e 2p, total 8) → cada um 0,85 ⇒ . - Elétrons em
(1s, 2 elétrons) → cada um 1,00 ⇒ .
Então o escudoé
E
(Confere com o valor dado de 4,80.)
Passo 3
Configuração eletrônica e
para o níquel (Ni,
):
- Configuração:
O elétron mais energético está em 4s.
2) Regras de Slater pra um elétron 4s:
2) Regras de Slater pra um elétron 4s:
- Mesmo nível
: só o outro 4s → 1 elétron × 0,35 = 0,35. - Nível
: todos os 3s, 3p e 3d (2+6+8 = 16 elétrons) → cada um 0,85 ⇒ . - Níveis
e : total de 10 elétrons → cada um 1,00 ⇒ .
Logo
E
Passo 4
Comparando
:
- Para P:
- Para Ni:
Quanto maior
, mais fortemente o átomo segura seu elétron mais externo, ou seja, maior energia de ionização. Como 4,80 > 4,05, o fósforo tem a maior energia de ionização.
Resposta
O fósforo (
) tem maior energia de ionização, pois sua carga nuclear efetiva no elétron mais externo (
) é maior que a do níquel (
).