Principal diferença - Carga Nuclear vs. Carga Nuclear Efetiva

Carga nuclear e carga nuclear efetiva são dois termos químicos diferentes usados ​​para explicar as propriedades dos átomos. Os átomos são as menores unidades das quais toda matéria é feita. Um átomo é composto de um núcleo e elétrons. O núcleo é composto por prótons e nêutrons. Os prótons são partículas subatômicas com carga positiva. Esses prótons determinam a carga nuclear de um átomo. Os elétrons estão em movimento contínuo ao redor do núcleo. Os caminhos pelos quais os elétrons se movem são conhecidos como camadas de elétrons. As camadas de elétrons mais externas têm elétrons com atração mínima para o núcleo. A atração nuclear que esses elétrons experimentam depende da repulsão dos elétrons da camada interna e da carga nuclear. A carga líquida que um elétron da camada externa experimenta é conhecida como carga nuclear efetiva. A principal diferença entre carga nuclear e carga nuclear efetiva é que o valor da carga nuclear efetiva é sempre um valor inferior ao da carga nuclear.

Principais áreas cobertas

1. O que é carga nuclear - Definição, Explicação 2. O que é carga nuclear efetiva - Definição, Explicação, Equação para Cálculo 3. Qual é a diferença entre carga nuclear e carga nuclear efetiva - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: átomo, carga nuclear efetiva, elétrons, camadas de elétrons, nêutrons, carga nuclear, prótons, partículas subatômicas, elétrons de valência

O que é carga nuclear

A carga nuclear é a carga total do núcleo. É essencialmente uma carga positiva. Isso ocorre porque o núcleo de um átomo é composto de prótons e prótons são partículas subatômicas carregadas positivamente. Cada átomo é composto de pelo menos um próton no núcleo. Assim, a carga nuclear é sempre uma carga positiva.

Um núcleo é composto de prótons e nêutrons (exceto para o isótopo protium). Os prótons têm carga positiva e os nêutrons são partículas subatômicas com carga neutra. Um próton tem carga elétrica +1. O número de prótons aumenta na tabela periódica dos elementos. Portanto, a carga nuclear também é aumentada em conformidade.

Figura 1: O átomo de deutério é composto por um próton e um nêutron em seu núcleo. Este único próton contribui para a carga nuclear do Deutério.

A carga nuclear é a principal razão para a atração entre o núcleo e os elétrons. Como a carga nuclear é positiva, elétrons com carga negativa são atraídos para o núcleo devido às forças eletrostáticas. O número de prótons e elétrons é igual em um átomo neutro. Em outras palavras, os elétrons neutralizam a carga nuclear.

Além disso, a carga nuclear de um elemento é um valor fixo. Isso significa que, embora haja isótopos em um elemento, a carga nuclear de todos esses isótopos é a mesma, pois os isótopos têm o mesmo número de prótons em seus núcleos.

O que é carga nuclear efetiva

A carga nuclear efetiva é a carga líquida que um elétron experimenta em um átomo com vários elétrons. Os elétrons da camada externa são os elétrons localizados mais distantes do núcleo. Esses elétrons são os que menos atraem o núcleo devido à distância. Portanto, esses elétrons da camada externa têm efeito mínimo do núcleo. Os elétrons na camada mais externa são conhecidos como elétrons de valência.

Em um átomo com múltiplos elétrons, existem forças de repulsão elétron-elétron além da força de atração elétron-núcleo. A carga líquida experimentada por um elétron ou a carga nuclear efetiva pode ser calculada usando a seguinte equação.

Equação de carga nuclear efetiva

Z_efa = Z - S

Onde, Z_efa é a carga nuclear efetiva,

Z é o número atômico (número de prótons no núcleo)

S é o número de elétrons de proteção.

Figura 02: Carga Nuclear Efetiva

Elétrons de proteção são os elétrons localizados entre o núcleo e os elétrons da camada externa. A equação acima mostra a carga líquida obtida deduzindo a repulsão pelos elétrons da camada interna da atração pelo núcleo.

Diferença entre carga nuclear e carga nuclear efetiva

Definição

Carga Nuclear: A carga nuclear é a carga total do núcleo.

Carga nuclear efetiva: A carga nuclear efetiva é a carga líquida que um elétron da camada externa experimenta em um átomo.

Elétrons

Carga Nuclear: A carga nuclear não depende da carga dos elétrons em um átomo.

Carga nuclear efetiva: A carga nuclear efetiva é calculada considerando o efeito dos elétrons orbitais internos e a carga nuclear.

Prótons

Carga Nuclear: A carga nuclear depende apenas do número de prótons presentes no núcleo.

Carga nuclear efetiva: A carga nuclear efetiva não depende apenas do número de prótons.

Valor

Carga Nuclear: O valor da carga nuclear é sempre um valor positivo e é superior ao valor da carga nuclear efetiva.

Carga nuclear efetiva: A carga nuclear efetiva é um valor inferior ao da carga nuclear.

Conclusão

A carga nuclear e a carga nuclear efetiva são dois valores diferentes que são calculados em relação aos átomos de elementos químicos. A carga nuclear é a carga total de um núcleo. A carga nuclear efetiva é a carga líquida experimentada por um elétron da camada mais externa. A principal diferença entre carga nuclear e carga nuclear efetiva é que o valor da carga nuclear efetiva é sempre um valor inferior ao da carga nuclear.

Referências:

1. “Carga Nuclear.” Clackamas Community College, disponível aqui. 2. Helmenstine, Anne Marie. “Definição e Tabela de Carga Nuclear Eficaz”. ThoughtCo, disponível aqui. 3. “Carga Nuclear Efetiva”. Chemistry LibreTexts, Libretexts, 14 de agosto de 2016, disponível aqui

Cortesia de imagem:

1. “Blausen 0527 Hydrogen-2 Deuterium” Por BruceBlaus - Própria obra (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 2. “Effective Nuclear Charge” Por Própria obra - Effective Nuclear Charge.gif (CC0) via Commons Wikimedia