Soluções Lista de exercícios 3

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Soluções Lista de exercícios 3 
1. (a) Carga nuclear efetiva, Zef, é uma representação do campo elétrico médio 
sofrido por um único elétron. É o ambiente médio criado pelo núcleo e os outros 
elétrons na molécula, e pode ser expresso como uma carga positiva global no 
núcleo. Ela é aproximadamente a carga nuclear, Z, menos o número de elétrons 
internos. 
(b) A carga nuclear aumenta enquanto o número de elétrons internos permanece 
constante. Isto resulta em um aumento da Zef. 
 
2. (a) A atração eletrostática entre elétron-núcleo diminui a energia de um elétron, 
enquanto as repulsões elétron-elétron aumenta esta energia. O conceito de carga 
nuclear efetiva nos permite determinar este aumento na energia de um elétron 
devido a uma menor atração global em núcleos com uma carga positiva menor, 
Zef. 
(b) No Be (ou em qualquer outro elemento), os elétrons 1s não são blindados 
pelos elétrons internos, assim eles sofrem uma carga nuclear efetiva, Zef, muito 
maior que os elétrons 2s. 
3. Kr tem uma carga nuclear (Z=36) maior que o Ar (Z=18). A blindagem dos 
elétrons no nível n=3 pelos elétrons internos 1s e 2s nos dois átomos é 
aproximadamente igual, assim os elétrons no nível n=3 no Kr sofre uma maior 
carga nuclear efetiva por estarem mais próximos do núcleo. 
4. + -(g) (g)Te Te + 1e→ (primeira energia de ionização) 
+ 2+ -
(g) (g)Te Te + 1e→ (segunda energia de ionização) 
2+ 3+ -
(g) (g)Te Te + 1e→ (terceira energia de ionização) 
5. (a) De acordo com a lei de Coulomb, a energia de um elétron em um átomo é 
negativa porque a atração eletrostática do elétron ao núcleo. Para vencer esta 
atração, a remoção de um elétron aumenta sua energia; energia deve ser 
adicionada ao átomo. Energia de ionização para este processo, é positiva, 
independentemente da magnitude de Z ou dos números quânticos do elétron. 
(b) O F tem uma maior primeira energia de ionização que o O, porque ele tem 
um maior Zef e os elétrons externos em ambos os elementos estão 
aproximadamente a mesma distância do núcleo. 
(c) A segunda energia de ionização de um elemento que maior que a primeira 
porque a Zef é maior para o cátion +1 que no átomo neutro; mais energia é 
necessária para superar a carga efetiva, Zef. 
6. (a) Em geral, quanto menor é o átomo, maior é a sua primeira energia de 
ionização. 
(b) o He tem a maior e o Cs tem a menor primeira energia de ionização dos 
elementos não radioativos. 
7. (a) Sb3+: [Kr]5s24d10; (b) Ga+: [Ar]4s23d10; (c) P3-: [Ne]3s23p6; (d)Cr3+: [Ar]3d3; 
(e) Zn2+: [Ar]3d10; (f) Ag+: [Kr]4d10. 
8. (a) Co2+: [Ar]3d7, 3 pares de elétrons desemparelhados. 
(b) In+: [Kr]5s24d10, todos os elétrons estão emparelhados. 
9. - -Li + 1e Li→ ; - -Be + 1e Be→ 
Li: [He]2s1 Be: [He]2s2 
Li-: [He]2s2 Be-: [He]2s22p1 
Adicionando 1 elétron ao Li, ele completa o subnível 2s. O elétron adicionado 
sofre a mesma carga nuclear efetiva que o outro elétron de valência, exceto para 
a repulsão de elétrons emparelhados em um orbital. Há uma estabilização global; 
∆E é negativa. 
Um elétron extra no Be ocuparia um subnível de maior energia, 2p. Este elétron 
é blindado da carga nuclear total pelos elétrons 2s e não sofre uma estabilização 
da energia; ∆E é positiva. 
10. (a) Ca e Mg são ambos metais. Eles tendem a perder elétrons e formar cátions 
quando eles reagem. Ca é mais reativo porque ele tem uma menor energia de 
ionização que o Mg. Os elétrons de valência do Ca no orbital 4s são menos 
atraídos porque eles estão mais distantes do núcleo que os elétrons de valência 
3s do Mg. 
(b) K e Ca são ambos metais. Eles tendem a perder elétrons e formar cátions 
quando eles reagem. K é mais reativo porque ele tem uma menor energia de 
ionização. O elétron de valência 4s no K é menos atraído pelo núcleo porque ele 
sofre uma menor carga nuclear efetiva (Z=19 para K e Z=20 para o Ca) com 
efeitos de blindagem similar ao elétrons de valência 4s do Ca. 
11. (a) (s) 2(g) (s)2K + Cl 2KCl→ 
(b) (s) 2 (l) 2(aq)SrO + H O Sr(OH)→ 
(c) (s) 2(g) 2 (s)4Li + O 2Li O→ 
(d) (s) (l) 2 (s)2Na + S Na S→ 
12. Energia de ionização do F-: - -(g) (g)F F + 1e→ 
Afinidade eletrônica do F: - -(g) (g)F + 1e F→ 
Os dois processos são o inverso um do outro. As energias são iguais em 
magnitude mas com sinais opostos. 
13. (a) Li: [He]2s1. Assuma que os elétrons internos [He] são 100% efetivos em 
blindar o elétron de valência 2s. Zef = Z – S = 3 – 2 = +1. 
(b) A primeira energia de ionização representa a perda do elétron no orbital 2s. 
∆E = energia do elétron livre (n=∞) – energia do elétron no estado n=2. 
2 2
-18 -18
2 2
Z ZE -2,18 x 10 J - -2,18 x 10 J
2
      ∆ =       
∞      
 
2
-18
2
ZE 0 2,18 x 10 J
2
 ∆ = +  
 
 
Para o Li, Z=Zef 
2
-18 -191E 2,18 x 10 J 5,45 x 10 J/átomo
4
 +∆ = = 
 