carga nuclear efetiva resolvido

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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 
 
a) B5: 1s
2
2s
2
2p
1
 
c) N7: 1s
2
2s
2
2p
3
 
e) F9: 1s
2
2s
2
2p
5
 
 
2) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo de cada um destes elementos: 
a) 4Be c) 14Si e) 32Ge g) 50Sn i) 63Eu 
b) 12Mg d) 20Ca f) 38Sr h) 56Ba j) 82Pb 
 
e) 32Ge: (1s
2
)(2s
2
2p
6
)(3s
2
3p
6
)(3d
10
)(4s
2
4p
2
) 
h) 56Ba: (1s
2
)(2s
2
2p
6
)(3s
2
3p
6
)(3d
10
)(4s
2
4p
6
)(4d
10
)(5s
2
5p
6
)(6s
2
) 
 
i) 63Eu: (1s
2
)(2s
2
2p
6
)(3s
2
3p
6
)(3d
10
)(4s
2
4p
6
)(4d
10
)(4f 
7
)(5s
2
5p
6
)(6s
2
) 
 
 
3) Faça o que se pede. 
a) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo dos elementos rubídio e césio. 
37Rb: (1s
2
)(2s
2
2p
6
)(3s
2
3p
6
)(3d
10
)(4s
2
4p
6
)(5s
1
) 
55Cs: (1s
2
)(2s
2
2p
6
)(3s
2
3p
6
)(3d
10
)(4s
2
4p
6
)(4d
10
)(5s
2
5p
6
)(6s
1
) 
 
b) Calcule a carga nuclear efetiva para o elétron mais externo do potássio. 
19K: (1s
2
)(2s
2
2p
6
)(3s
2
3p
6
)(4s
1
) 
 
c) Calcule a carga nuclear efetiva para um elétron dos orbitais 2s, 3s e 3p do potássio. 
2s → 
3s → 
3p → 
 
 
4) Analisando seus cálculos do item anterior e seus conhecimentos sobre propriedades periódicas, julgue como verda-
deira ou falsa cada uma das seguintes sentenças. Justifique as falsas. 
a) (V) 
É possível observar que as cargas nucleares efetivas de dois elementos de um mesmo grupo da Tabela Peri-
ódica tendem a um mesmo valor. 
b) (F) 
A carga nuclear efetiva independe do subnível em que se encontra o elétron considerado, dependendo, por-
tanto, apenas do nível eletrônico do mesmo. 
c) (V) 
Quanto mais próximo um elétron está do núcleo, menor deve ser a blindagem sobre ele e, por isso, maior a 
carga nuclear efetiva. 
d) (F) 
Uma vez que os elétrons externos ao elétron considerado não exercem blindagem sobre o mesmo, para 
quaisquer elementos químicos, um elétron de mesmo orbital tem sempre a mesma carga nuclear efetiva. 
 
b) A carga nuclear efetiva é a carga nuclear observada em um elétron levando em conta a blindagem sofrida por ou-
tros elétrons. Como cada orbital acomoda diferentes números de elétrons, a depende do nível e subnível do elé-
tron considerado. 
d) Apesar de elétrons externos ao elétron considerado não exercerem blindagem sobre ele, diferentes elementos quí-
micos apresentam diferentes valores de carga nuclear efetiva para elétrons de um mesmo orbital por apresentarem 
diferentes números atômicos. 
 
5) Leia o trecho: 
“(...) pode-se calcular a energia do orbital 1s, que é exatamente a energia de ionização do átomo de hidrogênio. Ob-
serva-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), verifica-
remos 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. 
Essa diferença de energia de ionização é causada por dois fatores: o elétron alocado no subnível 2s do lítio sofre blin-
dagem pelos elétrons do subnível 1s e, além disso, ele se encontra mais afastado do núcleo, pois o raio atômico do 
hidrogênio é menor que do lítio. Essas duas razões deixam o elétron do lítio “mais livre” para ser retirado que o único 
elétron do hidrogênio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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.