O que significa o termo carga nuclear efetiva? Qual sofrerá a maior carga nuclear efetiva, os elétrons no nível n=3 em Ar ou os do n=3 em Kr ? Qual será o mais próximo do núcleo? Explique.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede que a gente entenda o que é “carga nuclear efetiva” e compare os elétrons do nível Zrm ef ;=; Z ;-; S em Argônio (Ar) com os do mesmo nível em Criptônio (Kr). Vamos usar a ideia de blindagem (shielding) dos elétrons internos e a fórmula
onde é o número atômico e é a constante de blindagem. Pra calcular a gente pode usar as Regras de Slater, explicando o passo a passo.

Passo 2

Definindo a teoria:
  1. A carga nuclear efetiva Zrm ef = Z - S, é a carga “real” que um elétron sente após ser parcialmente bloqueada pelos outros elétrons mais internos.
  2. Matematicamente: onde é a soma dos efeitos de blindagem dos elétrons que estão “entre” o elétron em questão e o núcleo.
  3. As Regras de Slater dizem como contar esses elétrons e atribuir pesos (ex.: elétrons no mesmo nível valem 0,35, no nível imediatamente abaixo valem 0,85, mais abaixo valem 1,00).

Passo 3

Aplicando em Ar (Z = 18) para um elétron do nível Zrm ef(Ar,n=3)=18-11,25=6,75 (3s ou 3p):
  1. Elétrons do mesmo nível ( ): existem 7 outros (2 em 3s+5 em 3p), cada um dá 0,35 → .
  2. Elétrons em : 8 elétrons, cada um dá 0,85 → .
  3. Elétrons em : 2 elétrons, cada um dá 1,00 → .
    Logo
    e

Passo 4

Aplicando em Kr (Z = 36) para um elétron do nível Zrm ef(Kr,n=3)=36-14,75=21,25 :
  1. Elétrons do mesmo nível ( ): agora há 17 (2 em 3s + 6 em 3p + 10 em 3d, menos ele mesmo → 17), cada um dá 0,35 → .
  2. Elétrons em : 8 elétrons .
  3. Elétrons em : 2 elétrons .
    Logo
    e

Passo 5

Comparando:
  • Para Ar em , .
  • Para Kr em , .
    Como a carga efetiva é muito maior em Kr, esses elétrons são mais “puxados” pelo núcleo, ou seja, ficam mais perto.

Resposta

Os elétrons do nível em Criptônio sofrem maior carga nuclear efetiva e, consequentemente, ficam mais próximos do núcleo do que os do mesmo nível em Argônio.

Exercícios relacionados