Calculadora de carga nuclear efetiva

A carga nuclear efetiva representa a atração positiva líquida que um elétron sente em um átomo multieletrônico. O núcleo tem carga determinada pelo número atômico Z, mas os outros elétrons repelem o elétron e blindam parcialmente essa atração. Um modelo simples escreve Zeff = Z − S, em que S é uma constante de blindagem estimada para o elétron específico. O resultado é adimensional e costuma ser descrito em unidades da carga positiva elementar. A blindagem não é igual para todos os elétrons. Os internos geralmente blindam fortemente os de valência, enquanto elétrons da mesma camada se blindam com menor eficiência. Os elétrons internos sentem uma carga efetiva muito maior porque há pouca densidade eletrônica entre eles e o núcleo. Orbitais penetrantes passam mais tempo perto do núcleo e tendem a sentir maior Zeff; na mesma camada principal, a penetração costuma seguir s, p, d e f. A calculadora faz a subtração final quando a constante é conhecida. Em exercícios introdutórios, S pode ser fornecida ou estimada pelas regras de Slater. Elas agrupam a configuração eletrônica e atribuem contribuições aos elétrons do mesmo grupo e de grupos internos. Como os coeficientes dependem do elétron analisado, calcule S para ele, em vez de tratá-la como uma propriedade universal do elemento. Métodos quântico-químicos avançados descrevem a blindagem pela densidade eletrônica, não por uma única constante empírica. A carga nuclear efetiva ajuda a explicar tendências periódicas. Ao longo de um período, a carga nuclear aumenta, mas a blindagem não cresce o suficiente para anulá-la, então Zeff dos elétrons de valência geralmente aumenta. Essa atração maior contribui para raios atômicos menores e energias de ionização maiores da esquerda para a direita. Ao descer em um grupo, novas camadas aumentam distância e blindagem, exigindo considerar mais do que Zeff. O conceito também fundamenta explicações qualitativas de eletronegatividade, energia orbital e reatividade química. Não confunda carga nuclear efetiva com carga formal, estado de oxidação ou carga líquida de um íon. Essas grandezas de contabilidade eletrônica respondem a outras questões. Zeff também depende do elétron e orbital considerados, então apresentar um resultado sem configuração eletrônica e método de blindagem pode induzir a erro. Use a calculadora para conferir a aritmética após obter S, comparar modelos de forma consistente e explorar como o número atômico ou a blindagem alteram a atração nuclear. Para espectroscopia quantitativa ou propriedades atômicas de alta precisão, recorra a dados experimentais ou a um cálculo adequado de estrutura eletrônica.