Questão 5. Escreva as configurações eletrônicas para o titânio e para seu íon
. Calcule a carga nuclear efetiva (
) para o elétron mais energético em cada caso. (
e
).
Passo 1
Beleza, o enunciado pede duas coisas:
- Escrever a configuração eletrônica do titânio (Z = 22) e do íon Ti²⁺.
- Calcular a carga nuclear efetiva
do elétron mais energético em cada caso.
Vamos usar as regras de Slater pra estimar o quanto os elétrons internos “blindam” o núcleo e, daí, achar, onde é a constante de blindagem.
Passo 2
Primeiro a configuração eletrônica:
- Titânio (Z=22):
- Ti²⁺ (tirou 2 elétrons nas camadas de maior energia, que são os 4s):
Passo 3
Calcular
para o elétron mais energético do Ti (que é um dos elétrons 4s).
Usando as regras de Slater para um elétron de orbital ns/np (aqui ns = 4s):
Usando as regras de Slater para um elétron de orbital ns/np (aqui ns = 4s):
- Mesmo grupo (outro 4s): cada elétron contribui com 0,35 →
. - Camada
(3s²,3p⁶,3d² = 10 elétrons): cada um dá 0,85 → . - Camadas n–2 e inferiores (1s²,2s²,2p⁶ = 2+2+6=10 elétrons): cada um dá 1,00 →
.
Então a blindagem total é
Logo
Passo 4
Agora pra Ti²⁺, o elétron mais energético é um 3d. Nas regras de Slater pra orbitais nd:
- Mesmo grupo (outro 3d):
. - Todos os elétrons em grupos à esquerda (3s²,3p⁶,2s²,2p⁶,1s² = 8+8+2 = 18 elétrons): cada um dá 1,00 →
.
Então
e
Resposta
Configurações eletrônicas:
- Ti:
com para o elétron 4s. - Ti²⁺:
com para o elétron 3d.