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.

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:
  1. Para P e Ni, achar a configuração eletrônica completa.
  2. Calcular a carga nuclear efetiva do elétron mais externo de cada um (pra P já deram , mas vamos mostrar como chegou nisso).
  3. Comparar esses e dizer qual elemento terá maior energia de ionização, justificando.

Passo 2

Configuração eletrônica e P: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^3 para o fósforo (P, S = 4,(0,35) + 8,(0,85) + 2,(1,00) = 1,4 + 6,8 + 2 = 10,2 ):
  1. Configuração:
Zrm ef = Z - S = 15 - 10,2 = 4,8
  1. 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 escudo é
E
(Confere com o valor dado de 4,80.)

Passo 3

Configuração eletrônica e Ni: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,3d^8,4s^2 para o níquel (Ni, S = 0,35 + 16,(0,85) + 10,(1) = 0,35 + 13,6 + 10 = 23,95 ):
  1. Configuração:
Zrm ef = 28 - 23,95 = 4,05
O elétron mais energético está em 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 ( ).

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