Departamento de Química – ICEx – UFMG
Química Geral
Carga Nuclear Efetiva (Zef)
Regras de Slater
Para determinar a carga nuclear efetiva, os elétrons são divididos em grupos: (1s); (2s, 2p); (3s, 3p); (3d); (4s, 4p);
(4d); (4f); (5s, 5p); (5d); (5f)...
Para qualquer elétron de um dado grupo, a constante de blindagem é a soma das seguintes parcelas:
a) zero para qualquer grupo exterior ao grupo do elétron considerado;
b) 0,35 para cada um dos outros elétrons do mesmo grupo que o elétron considerado, exceto no grupo (1s), onde
o valor de contribuição é de 0,30;
c) se o elétron considerado pertencer a um grupo (ns, np), cada elétron do nível (n-1) contribui com 0,85 e cada
elétron dos níveis mais internos contribui com 1,00;
d) se o elétron considerado pertencer a um grupo (nd) ou (nf), cada elétron dos grupos mais internos contribui
com 1,00.
Com base nas regras de Slater e nos seus conhecimentos sobre o assunto, resolva os exercícios abaixo.
1) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo de cada um destes elementos:
a) 5B
b) 6C
c) 7N
d) 8O
e) 9F
2) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo de cada um destes elementos:
a) 4Be
b) 12Mg
c) 14Si
d) 20Ca
e) 32Ge
f) 38Sr
g) 50Sn
h) 56Ba
i) 63Eu
j) 82Pb
3) Faça o que se pede.
a) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo dos elementos rubídio e césio.
b) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo do potássio.
c) Calcule a carga nuclear efetiva para um elétron dos orbitais 2s, 3s e 3p do potássio.
4) Analisando seus cálculos do item anterior e seus conhecimentos sobre propriedades periódicas, julgue como verdadeira ou falsa cada uma das seguintes sentenças. Justifique as falsas.
É possível observar que as cargas nucleares efetivas de dois elementos de um mesmo grupo da Tabela Peria) (V)
ódica tendem a um mesmo valor.
A carga nuclear efetiva independe do subnível em que se encontra o elétron considerado, dependendo, porb) (F)
tanto, apenas do nível eletrônico do mesmo.
Quanto mais próximo um elétron está do núcleo, menor deve ser a blindagem sobre ele e, por isso, maior a
c) (V)
carga nuclear efetiva.
Uma vez que os elétrons externos ao elétron considerado não exercem blindagem sobre o mesmo, para
d) (F)
quaisquer elementos químicos, um elétron de mesmo orbital tem sempre a mesma carga nuclear efetiva.
5) Leia o trecho:
“(...) pode-se calcular a energia do orbital 1s, que é exatamente a energia de ionização do átomo de hidrogênio. Observa-se que a energia de ionização está relacionada com o fator
. Como a carga nuclear (ou seja, o número
atômico ) aumenta mais rapidamente que o número quântico principal ( ), esperaríamos um aumento contínuo do
potencial de ionização, ou seja, a energia necessária para retirar um elétron do átomo. Entretanto, se observarmos a
energia de ionização dos átomos de hidrogênio e lítio (
e
, respectivamente), verificaremos ocorrer a diminuição da energia.”
DUARTE, H. A. Carga nuclear efetiva e sua consequência para a compreensão da estrutura eletrônica dos átomos.
Química Nova na Escola, n. 17, mai. 2003. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc17/a06.pdf>. Acesso em: 04 out. 2011.
Com base em seus conhecimentos sobre carga nuclear efetiva e propriedades periódicas, proponha uma razão para a
diminuição da energia de ionização citada no texto.
Referências e bibliografia recomendada:
ATKINS, P., JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. – 3ed. – Porto Alegre :
Bookman, 2006.
BROWN, T.L., LEMAY, H.E., BURSTEN, B.E., BURDGE, J.R. Química: a ciência central. – 9ed. – São Paulo : Pearson
Prentice Hall, 2005.
KOTZ, J.C., TREICHEL, P.M., WEAVER, G.C. Química geral e reações químicas. – 6ed. – São Paulo : Cengage Learning,
2009. Vol. 1.