Efeito de Blindagem e Carga Nuclear Efetiva

Autor: Eduardo Leite do Canto

Este texto foi publicado originalmente na página http://professorcanto.com.br/boletins_qui/058.pdf

O termo átomo hidrogenoide designa um átomo neutro  de  hidrogênio  ou  um  íon  com  apenas  um elétron (He+, Li2+, Be3+ etc.). Já a expressão átomo multieletrônico indica qualquer átomo com dois ou mais elétrons.


Vamos considerar a situação de um elétron específico em um átomo multieletrônico. Esse elétron é atraído pelo núcleo e repelido pelos demais elétrons, que constituem uma nuvem eletrônica que pode ser considerada como esfericamente simétrica. Por meio da  eletrostática clássica  universitária,  é  possível demonstrar que, quando o elétron considerado está a uma distância r do núcleo, o efeito repulsivo dos demais  elétrons  é  equivalente  ao  efeito  repulsivo de  uma  carga  puntiforme  negativa  que  esteja  po­sicionada no centro da esfera (isto é, no núcleo) e tenha valor igual ao da carga negativa total contida na esfera de raio r. A carga eletrônica que está fora dessa esfera não exerce efeito repulsivo resultante sobre o elétron em questão.

Quanto maior for a carga eletrônica contida na esfera de raio r, maior será o efeito repulsivo dela sobre o elétron considerado, efeito este que se opõe à atração nuclear. 


Já que um elétron é atraído pela carga positiva do núcleo e repelido pela carga negativa da nuvem eletrônica  que  está  entre  ele  e  o  núcleo  (mas  não da  nuvem  eletrônica  mais  externa),  dizemos  que os  elétrons  mais  internos  exercem  um  efeito  de blindagem sobre o elétron considerado. Esse efeito consiste em atenuar a atração nuclear.


Sendo  Z  o  número  atômico,  a  carga  nuclear é eZ, em que e é a carga elementar (1,6 · 10(–19) C). Descontando  o  efeito  repulsivo  devido  à  nuvem eletrônica interna, tudo se passa como se o elétron considerado  estivesse  submetido  a  uma  carga  nu­clear menor que eZ, de valor eZef . A grandeza Zef é chamada de carga nuclear efetiva e, para determi­nado átomo, tem um valor para cada subnível. (De fato, com maior rigor, a carga nuclear efetiva é eZef .)


A  tabela  apresenta  alguns  valores  de  Zef. Alguns pontos a notar: (1) para um mesmo subnível, Zef  aumenta  com  Z,  ou  seja,  o  elétron  adicional não  blinda  completamente  o  próton  adicional; (2)  considerando  um  mesmo  átomo,  Zef  para  os subníveis da segunda camada é menor do que para o subnível 1s, o que se deve ao fato de a segunda camada  sofrer  blindagem  pela  primeira;  (3)  na 
sequência de 5B a 9F, Zef para 2p é menor que para 2s, o que está de acordo com o fato de a energia do elétron 2s ser menor que a do elétron 2p, ou seja, um elétron 2s está mais fortemente ligado ao átomo que um elétron 2p; (4) no hidrogênio, Zef = Z, pois o  único  elétron  não  sofre  blindagem;  (5)  para  os demais elementos, Zef < Z.

Site mais bem visualizado no Google Chrome

É proibida a utilização do material existente neste site para fins lucrativos.



O conteúdo pode ser utilizado por qualquer pessoa, desde que de forma pessoal e a fonte seja citada. Qualquer outra utilização do material encontrado nesse site deverá ser solicitada ao autor.



Caso algum conteúdo aqui publicado não tenha recebido o devido crédito, por gentileza,