Carga nuclear efetiva

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CONCEITOS CIENTÍFICOS EM DESTAQUE

Hélio Anderson Duarte
Os conceitos de fator de blindagem e carga nuclear efetiva são geralmente evocados para explicar a estrutura eletrônica dos átomos e as propriedades periódicas em cursos introdutórios de Química nas universidades. As regras de Slater e, mais recentemente, a idéia de percentagem de blindagem, têm sido usadas de forma semi-quantitativapara estimar o fator de blindagem e relacioná-lo com as propriedades periódicas. Dados experimentais como sucessivos potenciais de ionização e os dados de espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS) permitem avanços no entendimento do fator de blindagem. Neste artigo mostra-se que esses dados correlacionam-se muito bem com Z2, como previsto pelo modelo atômico de Bohr. No entanto, os dadosdemonstram que elétrons de camadas mais externas são capazes de blindarem os elétrons mais internos em relação ao núcleo, em desacordo com a 2a regra de Slater. Ressalta-se assim o caráter probabilístico da Química Quântica e a interpenetração das funções de onda. Usando-se o modelo de Bohr, é possível estimar a carga nuclear efetiva a partir de dados experimentais. As conseqüências de uma abordagem comênfase no conceito de átomo e de sua estrutura eletrônica para a compreensão de novas técnicas e tecnologias são brevemente discutidas. carga nuclear efetiva, fator de blindagem, estrutura eletrônica

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Recebido em 28/11/02; aceito em 27/3/03

suas bases matemáticas e físicas, o curso introdutório sobre parece um tanto pretensioso e correestrutura eletrônica dos átomos se o risco do ensinotornar-se mais e propriedades periódicas, informativo, em detrimento da aprendigeralmente utilizamos os conceitos zagem. Geralmente, nos livros de Quífator de blindagem e carga nuclear mica Geral, a estrutura eletrônica dos efetiva. Estes conceitos surgem ao se átomos polieletrônicos é tratada de forutilizar a solução exata da equação de ma superficial, relacionando a carga Schrödinger para oátomo de hidrogênuclear efetiva, obtida nio para descrever os É necessário lembrar que a de forma empírica, átomos polieletrônisolução exata das com as propriedades cos. De outra forma, o equações de Schrödinger periódicas, tais como professor indubitasó é factível para sistemas raio atômico, potencial velmente teria de simples, como uma de ionização e afiniapresentar conceitos partícula em uma caixa,dade eletrônica. O inbem mais abstratos e rotor rígido e átomos centivo à crítica cientíexigir dos alunos cohidrogenóides (espécies fica (que nunca deve nhecimentos avanmonoatômicas que çados de alguns tófaltar) é substancialpossuem apenas um picos da Física e da mente prejudicado por elétron) Matemática. Obviafalta de dados experimente, isto não faz mentais que possibilisentido em um cursointrodutório de tem aos alunos assimilarem os conceitos de carga nuclear efetiva e suas Química para estudantes do primeiro conseqüências para a compreensão ano universitário. da periodicidade. Apresentar conceitos de grande Para uma introdução às equações abstração e difícil analogia, como os de Schrödinger e à estrutura eletrônica da Química Quântica, sem discutir as
A seção ‘Conceitos científicos emdestaque’ tem por objetivo abordar, de maneira crítica e/ou inovadora, conceitos científicos de interesse dos professores de Química.
QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Carga nuclear efetiva e estrutura eletrônica dos átomos

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dos átomos e moléculas, indicamos artigo do caderno temático Estrutura da matéria: uma visão molecular (Almeida et al., 2001) . O conceito de blindagem eletrostática é muito bemapresentado por Huheey (1983) , em seu livro de Química Inorgânica. Torna-se, no entanto, necessário lembrar que a solução exata das equações de Schrödinger só é factível para sistemas simples, tais como uma partícula em uma caixa, rotor rígido e para os átomos hidrogenóides (aquelas espécies monoatômicas que possuem apenas um elétron) (McQuarrie, 1983). Em átomos polieletrônicos, a interação...
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