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 Z ef calculado, coloque-os em ordem crescente de energia de ionização e justifique.
a)
b)
c)

Passo 1

Beleza, o exercício manda fazer três coisas para S, Ni e Ca:
  1. escrever a configuração eletrônica completa,
  2. determinar a carga nuclear efetiva do elétron mais externo,
  3. 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:
S: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^4
b) Níquel, Z = 28:
Ni: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,4s^2,3d^8
c) Cálcio, Z = 20:
Ca: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,4s^2
Aqui só seguimos a ordem de energia dos orbitais: .

Passo 3

Carga nuclear efetiva ( Zrm ef=Z - sigma, ):
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 Ca;(2,85);<;Ni;(4,05);<;S;(5,45) 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.

Exercícios relacionados