Departamento de QuÃmica â ICEx â UFMG
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<strong>Departamento</strong> <strong>de</strong> Química – <strong>ICEx</strong> – <strong>UFMG</strong><br />
Química Geral<br />
Carga Nuclear Efetiva (Z ef )<br />
Regras <strong>de</strong> Slater<br />
Para <strong>de</strong>terminar a carga nuclear efetiva, os elétrons são divididos em grupos: (1s); (2s, 2p); (3s, 3p); (3d); (4s, 4p);<br />
(4d); (4f); (5s, 5p); (5d); (5f)...<br />
Para qualquer elétron <strong>de</strong> um dado grupo, a constante <strong>de</strong> blindagem é a soma das seguintes parcelas:<br />
a) zero para qualquer grupo exterior ao grupo do elétron consi<strong>de</strong>rado;<br />
b) 0,35 para cada um dos outros elétrons do mesmo grupo que o elétron consi<strong>de</strong>rado, exceto no grupo (1s), on<strong>de</strong><br />
o valor <strong>de</strong> contribuição é <strong>de</strong> 0,30;<br />
c) se o elétron consi<strong>de</strong>rado pertencer a um grupo (ns, np), cada elétron do nível (n-1) contribui com 0,85 e cada<br />
elétron dos níveis mais internos contribui com 1,00;<br />
d) se o elétron consi<strong>de</strong>rado pertencer a um grupo (nd) ou (nf), cada elétron dos grupos mais internos contribui<br />
com 1,00.<br />
Com base nas regras <strong>de</strong> Slater e nos seus conhecimentos sobre o assunto, resolva os exercícios abaixo.<br />
1) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo <strong>de</strong> cada um <strong>de</strong>stes elementos:<br />
a) 5 B b) 6 C c) 7 N d) 8 O e) 9 F<br />
2) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo <strong>de</strong> cada um <strong>de</strong>stes elementos:<br />
a) 4 Be c) 14 Si e) 32 Ge g) 50 Sn i) 63 Eu<br />
b) 12 Mg d) 20 Ca f) 38 Sr h) 56 Ba j) 82 Pb<br />
3) Faça o que se pe<strong>de</strong>.<br />
a) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo dos elementos rubídio e césio.<br />
b) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo do potássio.<br />
c) Calcule a carga nuclear efetiva para um elétron dos orbitais 2s, 3s e 3p do potássio.<br />
4) Analisando seus cálculos do item anterior e seus conhecimentos sobre proprieda<strong>de</strong>s periódicas, julgue como verda<strong>de</strong>ira<br />
ou falsa cada uma das seguintes sentenças. Justifique as falsas.<br />
a) (V)<br />
É possível observar que as cargas nucleares efetivas <strong>de</strong> dois elementos <strong>de</strong> um mesmo grupo da Tabela Periódica<br />
ten<strong>de</strong>m a um mesmo valor.<br />
b) (F)<br />
A carga nuclear efetiva in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> do subnível em que se encontra o elétron consi<strong>de</strong>rado, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo, portanto,<br />
apenas do nível eletrônico do mesmo.<br />
c) (V)<br />
Quanto mais próximo um elétron está do núcleo, menor <strong>de</strong>ve ser a blindagem sobre ele e, por isso, maior a<br />
carga nuclear efetiva.<br />
d) (F)<br />
Uma vez que os elétrons externos ao elétron consi<strong>de</strong>rado não exercem blindagem sobre o mesmo, para<br />
quaisquer elementos químicos, um elétron <strong>de</strong> mesmo orbital tem sempre a mesma carga nuclear efetiva.
5) Leia o trecho:<br />
“(...) po<strong>de</strong>-se calcular a energia do orbital 1s, que é exatamente a energia <strong>de</strong> ionização do átomo <strong>de</strong> hidrogênio. Observa-se<br />
que a energia <strong>de</strong> ionização está relacionada com o fator . Como a carga nuclear (ou seja, o número<br />
atômico ) aumenta mais rapidamente que o número quântico principal ( ), esperaríamos um aumento contínuo do<br />
potencial <strong>de</strong> ionização, ou seja, a energia necessária para retirar um elétron do átomo. Entretanto, se observarmos a<br />
energia <strong>de</strong> ionização dos átomos <strong>de</strong> hidrogênio e lítio ( e , respectivamente), verificaremos<br />
ocorrer a diminuição da energia.”<br />
DUARTE, H. A. Carga nuclear efetiva e sua consequência para a compreensão da estrutura eletrônica dos átomos.<br />
Química Nova na Escola, n. 17, mai. 2003. Disponível em: . Acesso em: 04 out. 2011.<br />
Com base em seus conhecimentos sobre carga nuclear efetiva e proprieda<strong>de</strong>s periódicas, proponha uma razão para a<br />
diminuição da energia <strong>de</strong> ionização citada no texto.<br />
Referências e bibliografia recomendada:<br />
ATKINS, P., JONES, L. Princípios <strong>de</strong> química: questionando a vida mo<strong>de</strong>rna e o meio ambiente. – 3ed. – Porto Alegre :<br />
Bookman, 2006.<br />
BROWN, T.L., LEMAY, H.E., BURSTEN, B.E., BURDGE, J.R. Química: a ciência central. – 9ed. – São Paulo : Pearson<br />
Prentice Hall, 2005.<br />
KOTZ, J.C., TREICHEL, P.M., WEAVER, G.C. Química geral e reações químicas. – 6ed. – São Paulo : Cengage Learning,<br />
2009. Vol. 1.