Usando a regra de Slater, calcule a
que atua sobre o primeiro elétron a ser ionizado de
,
,
e
, respectivamente. Discuta seu resultado com relação às energias de ionização esperadas para essa espécie.
Passo 1
Beleza, o enunciado quer que a gente ache a carga nuclear efetiva
que “sobra” para o elétron que sai primeiro de cada espécie: Al, Al
, Al
e Al
. O conteúdo é carga efetiva e a técnica é a regra de Slater, que diz:
onde
é o número atômico e
o somatório de blindagens dos demais elétrons. Vamos precisar das regras de Slater para classificar quem blinda o quê.
Passo 2
Relembrando a regra de Slater (para elétrons
ou
):
- Eletrons no mesmo nível principal
(mesmo grupo ) contribuem com cada (exceto os de , que são ). - Elétrons no nível
dão cada. - Elétrons em níveis mais internos
contribuem com cada.
A soma dessas contribuições é o
.
Passo 3
Al (Z = 13), configuração:
. O primeiro elétron a sair é o do nível
.
- Mesma camada (
): sobram só os 2 elétrons , logo . - Nível
: elétrons . - Nível
: elétrons .
Total.
Passo 4
Al
(perdeu o
, Z=13, agora sai primeiro um
). Configuração:
.
- Mesma camada (
): sobra 1 elétron . -
: 8 elétrons . -
: 2 elétrons .
Total.
Passo 5
Al
(perdeu
e um
, Z=13, primeiro sai o outro
). Configuração:
.
- Mesma camada (
): já não há outro ou , então . -
: 8 elétrons . -
: 2 elétrons .
Total.
Passo 6
Al
(já perdeu toda a camada
, Z=13, agora sai um
). Configuração:
.
- Mesma camada (
): restam elétrons . -
: . - Não há níveis mais internos.
Total.
Passo 7
Comparando com as energias de ionização: quanto maior
, mais difícil arrancar o elétron. De fato, a energia do 4.º IE de Al (ou seja, para tirar de Al
) é beeeem maior do que as 3 primeiras, pois
é muito maior que os ~3–4 das espécies neutra e íons menos carregados.