Como Determinar a Constante de Blindagem e a Carga Nuclear Efetiva

Diz-se que, em muitos átomos, nenhum elétron chega a experimentar a real carga do núcleo por causa da blindagem exercida pelos outros elétrons. Para cada elétron em um átomo, as regras de Slater fornecem um valor para a constante de blindagem, denotado por σ.

A carga nuclear efetiva pode ser definida como a carga nuclear real (Z) menos o efeito de blindagem causado pelos elétrons que intervêm entre o núcleo e os elétrons de valência.

Carga nuclear efetiva, Z * = Z - σ Onde Z = número atômico, σ = constante de blindagem.

Para calcular a carga nuclear efetiva (Z*) temos o valor da constante de blindagem (σ) que pode ser calculado de acordo com as seguintes regras.

Passos

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1
Escreva a configuração eletrônica do elemento, como mostrado abaixo.
- (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p) (5d)…
- Preencha os elétrons de acordo com o princípio de Aufbau.
  - Qualquer elétron à direita do elétron de interesse não contribui para a constante de blindagem.
  - A constante de blindagem para cada grupo é formado pela soma das seguintes contribuições:
    - Todos os outros elétrons no mesmo grupo do elétron da blindagem de interesse na medida de 0,35 unidades de carga nuclear, exceto o grupo 1s, onde o outro elétron contribui com apenas 0,30.
    - Se o grupo for do tipo [s, p], a contribuição é de 0,85 de cada elétron da camada (n-1) e de 1,00 para cada elétron da camada (n-2) e das inferiores.
    - Se o grupo for do tipo [d] ou [f], a contribuição é de 1,00 para todos os elétrons que se encontrem à esquerda desse orbital.
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2
Por exemplo: (a) Calcule a carga nuclear efetiva do elétron 2p no nitrogênio.
- Configuração eletrônica - (1s ² ) (2s ² , 2p ³ ).
- Constante de blindagem, σ = (0,35 × 4) + (2 × 0,85) = 3,10
- Carga nuclear efetiva, Z * = Z – σ = 7 – 3,10 = 3,90
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3
(b) Calcule a carga nuclear efetiva e a constante de blindagem visto no elétron 3p do silicone.
- Configuração eletrônica - (1s ² ) (2s ² , 2p ⁶ )(3s ² , 3p ² ).
- σ = (0.35 × 3) + (0.85 × 8) + (1 × 2) = 9.85
- Z* = Z – σ = 14 – 9.85 = 4.15
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4
(c) calcule a carga nuclear efetiva no zinco para os elétrons 4s e 3d.
- Configuração eletrônica - (1s ² ) (2s ² , 2p ⁶ )(3s ² , 3p ⁶ )(3d ¹⁰ )(4s ² ).
- Para o elétron 4s,
- σ = (0.35 × 1) + (0.85 × 18) + (1 × 10) = 25.65
- Z* = Z – σ = 30 – 25.65 = 4.35
- Para o elétron 3d,
- σ = (0.35 × 9) + (1 × 18) = 21.15
- Z* = Z – σ = 30 – 21.15 = 8.85
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5
(d) Calcule a carga nuclear efetiva em um dos elétrons 6s no tungstênio (Átomo nº 74).
- Configuração eletrônica - (1s ² ) (2s ² , 2p ⁶ )(3s ² , 3p ⁶ )(4s ² , 4p ⁶ ) (3d ¹⁰ ) (4f ¹⁴ ) (5s ² , 5p ⁶ )(5d ⁴ ), (6s ² )
- σ = (0.35 × 1) + (0.85 × 12) + (1 × 60) = 70.55
- Z* = Z – σ = 74 – 70.55 =3.45
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Dicas

Leia sobre o efeito de blindagem, a regra de Slater, a constante de blindagem, a carga nuclear efetiva, etc.
Se houver apenas um elétron em uma órbita, não haverá nenhum efeito de blindagem ocorrendo. Se a quantidade de elétrons presentes for ímpar, então subtraia um para obter a quantidade real a ser multiplicada para obter o efeito de blindagem.

Avisos

Embora essas regras possam parecer confusas, escrever a configuração eletrônica correta será de grande ajuda.

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