Questão 2. Escreva a configuração eletrônica completa para as espécies químicas abaixo e determine a carga nuclear efetiva para o elétron mais energético. A partir do valor de
calculado, coloque-os em ordem crescente de energia de ionização e justifique.
a)
b)
c)
a)
b)
c)
Passo 1
Beleza, o exercício manda fazer três coisas para S, Ni e Ca:
- escrever a configuração eletrônica completa,
- determinar a carga nuclear efetiva
do elétron mais externo, - usar esses
pra ordenar em ordem crescente as energias de ionização.
Isso é tudo de “estrutura eletrônica” e “propriedades periódicas”. Vamos precisar lembrar como montar a configuração eletrônica (princípio de aufbau, ordem de orbitais) e o que é carga nuclear efetiva (é a atração “real” que cada elétron sente,). Depois relacionamos com energia de ionização (quanto maior , mais difícil remover o elétron).
Passo 2
Configuração eletrônica completa (usando a notação de camadas e subníveis):
a) Enxofre, Z = 16:
a) Enxofre, Z = 16:
b) Níquel, Z = 28:
c) Cálcio, Z = 20:
Aqui só seguimos a ordem de energia dos orbitais:
.
Passo 3
Carga nuclear efetiva (
):
Na prática, cada elétron “diminui” um pouco a atração do núcleo sobre os outros. A definição geral é
Na prática, cada elétron “diminui” um pouco a atração do núcleo sobre os outros. A definição geral é
onde
é o escurecimento (shielding) causado pelos outros elétrons. No enunciado já deram:
- S:
- Ni:
- Ca:
Passo extra: a relação com energia de ionização (
). Quanto maior
, mais fortemente o elétron externo é atraído, logo maior energia é necessária pra arrancá-lo.
Passo 4
Agora é só ordenar em ordem crescente de energia de ionização, ou seja, do menor
pro maior:
Justificativa rápida: Ca tem o menor
, então seu elétron mais externo é o mais frouxo, exigindo menos energia pra sair; S tem o maior, exigindo mais energia.
Resposta
Ordem crescente de energia de ionização:
Ca < Ni < S.
Ca < Ni < S.