o que é carga nuclear efetiva?
a estrutura de um átomo inclui um núcleo de prótons e nêutrons rodeados por uma nuvem de elétrons. Estes elétrons são mantidos como parte do átomo por sua atração pelo Núcleo positivamente carregado. Muitas propriedades dos átomos dependem de quão fortemente seus elétrons – particularmente os elétrons externos – são atraídos para o núcleo. Quando um átomo tem mais de um electrão, cada electrão é atraído para o núcleo e repelido por outros electrões., A carga nuclear efetiva é então o campo elétrico líquido que um elétron particular experimenta.elétrons que estão mais próximos ao núcleo, que são referidos como elétrons internos ou centrais, efetivamente cancelam alguma da atração de elétrons de Valência ou externos ao núcleo. Com efeito, eles protegem ou filtram parcialmente os elétrons de valência da carga nuclear positiva. Assim, a carga nuclear efetiva é sempre menor que a carga nuclear positiva total.
como é determinada a carga nuclear efetiva?,
A carga nuclear efetiva, Zeff, é o número de prótons em um núcleo, Z, menos a constante de triagem, σ.
Zeff = Z-σ
a constante de triagem é a porção da carga nuclear que é rastreada a partir dos elétrons de Valência pelos elétrons do núcleo. Como uma estimativa fácil, σ é geralmente próximo em valor ao número de elétrons do núcleo. No entanto, uma melhor previsão da constante de triagem pode ser encontrada usando as regras de Slater.
regras de Slater
vamos passar por um exemplo de usar as regras de Slater.,
Qual é a carga nuclear efetiva sentida por um elétron 4p de bromo?
primeiro escreva a estrutura eletrônica no formato da primeira regra.
(1s)2 (2s, 2p)8 (3s, 3p)8 (3d)10 (4s, 4p)7
em seguida, escreva uma equação para a constante de triagem de acordo com a regra apropriada – 3 ou 4.aqui, aplica-se a Regra 3.existem 6 outros elétrons no mesmo grupo ns,np.existem 18 elétrons nos grupos n-1. (3s, 3p e 3d)
existem 10 elétrons nos grupos n-2 e inferiores. (1s, 2s e 2p)
σ= 6(0.35)+18(0.85)+10(1.00)
σ = 27.,4
em seguida, subtrair a constante de triagem de Z, O número atômico do elemento.
O número atômico de bromo é 35.
35-27. 4=7.6 = Zeff
E se considerarmos a carga nuclear efetiva de um orbital mais interno?qual é a carga nuclear efetiva sentida por um elétron 3d de bromo?
Use a mesma estrutura eletrônica escrita antes.
(1s)2 (2s, 2p)8 (3s, 3p)8 (3d)10 (4s, 4p)7
em seguida, escreva uma equação para a constante de triagem de acordo com a regra apropriada – 3 ou 4.aqui, aplica-se a regra 4.existem 9 outros elétrons no mesmo grupo nd.,existem 18 elétrons à esquerda do grupo 3d.
σ= 9(0.35)+18(1.00)ntão subtrai a constante de triagem de Z. O número atômico de bromo é 35.
35-21. 15=13.85=Zeff
Que tipo de tendências vemos na tabela periódica para carga nuclear efetiva?
geralmente, Zeff aumenta à medida que você vai através de um período da esquerda para a direita (ver gráfico abaixo) e permanece bastante constante à medida que você se move para baixo um grupo.,
para entender esta tendência, é mais fácil voltar à estimativa da constante de triagem como simplesmente o número de elétrons do núcleo em um átomo. Ao longo de um período, O número de elétrons do núcleo é constante. Representamos isso em nossas configurações de elétrons usando abreviaturas de gases nobres. Assim, bromo-um elemento do grupo 17 no período 4 – e potássio-um elemento do Grupo 1 no período 4 – ambos têm 18 elétrons do núcleo. O que está mudando é o número atômico. O bromo tem 35 protões; o potássio tem 19., Portanto, usando a equação para carga nuclear efetiva, Zeff = Z-σ, vemos que o bromo tem uma carga nuclear efetiva maior que o potássio, e que esta tendência é esperada em toda a Tabela Periódica.
