Utilize as regras de Slater para determinar os valores das cargas nucleares efetivas para um elétron 3p nos átomos de P, S, Cl e Ar.

Passo 1

O enunciado pede para determinar a carga nuclear efetiva Z_{\text{eff}} sentida por um elétron 3p nos átomos de fósforo §, enxofre (S), cloro (Cl) e argônio (Ar), usando as regras de Slater. Vamos precisar das regras de blindagem de Slater e da configuração eletrônica de cada átomo para calcular o constante de blindagem S e então Z_{\text{eff}}=Z-S.

Passo 2

Regras de Slater para um elétron np (ou ns):
– Cada outro elétron no mesmo nível principal n contribui com 0,35 para S.
– Cada elétron no nível n-1 contribui com 0,85 para S.
– Cada elétron em níveis n-2 ou inferiores contribui com 1,00 para S.
Logo,
S = 0,35\,N_{\text{mesmo }n} + 0,85\,N_{n-1} + 1,00\,N_{\text{inferiores}}
e então
Z_{\text{eff}} = Z - S.

Passo 3

Fósforo §, Z=15, configuração [Ne]\,3s^2\,3p^3. Para um elétron 3p:
– Mesmo nível n=3: há 2 elétrons em 3s +2 outros em 3p, então N_{\text{mesmo }n}=4.
– Nível n-1=2: 2s^2\,2p^6 total N_{2}=8.
– Inferiores: nível 1 tem 1s^2, N_{1}=2.
Calcula-se
S = 0,35\cdot 4 + 0,85\cdot 8 + 1,00\cdot 2 = 1,4 + 6,8 + 2 = 10,2
Z_{\text{eff}} = 15 - 10,2 = 4,8

Passo 4

Enxofre (S), Z=16, configuração [Ne]\,3s^2\,3p^4. Para um elétron 3p:
– Mesmo nível: 2 em 3s + 3 outros em 3p, N_{\text{mesmo }n}=5.
– Nível 2: N_{2}=8.
– Nível 1: N_{1}=2.
S = 0,35\cdot 5 + 0,85\cdot 8 + 1,00\cdot 2 = 1,75 + 6,8 + 2 = 10,55
Z_{\text{eff}} = 16 - 10,55 = 5,45

Passo 5

Cloro (Cl), Z=17, configuração [Ne]\,3s^2\,3p^5. Para \,3p:
– Mesmo nível: 2 em 3s + 4 outros em 3p, N_{\text{mesmo }n}=6.
– Nível 2: N_{2}=8.
– Nível 1: N_{1}=2.
S = 0,35\cdot 6 + 0,85\cdot 8 + 1,00\cdot 2 = 2,1 + 6,8 + 2 = 10,9
Z_{\text{eff}} = 17 - 10,9 = 6,1

Passo 6

Argônio (Ar), Z=18, configuração [Ne]\,3s^2\,3p^6. Para \,3p:
– Mesmo nível: 2 em 3s + 5 outros em 3p, N_{\text{mesmo }n}=7.
– Nível 2: N_{2}=8.
– Nível 1: N_{1}=2.
S = 0,35\cdot 7 + 0,85\cdot 8 + 1,00\cdot 2 = 2,45 + 6,8 + 2 = 11,25
Z_{\text{eff}} = 18 - 11,25 = 6,75

Resposta

P: Z_{\text{eff}} = 4,8
S: Z_{\text{eff}} = 5,45
Cl: Z_{\text{eff}} = 6,1
Ar: Z_{\text{eff}} = 6,75

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