Zawartość
Efektywny ładunek jądrowy odnosi się do ładunku odczuwanego przez najbardziej oddalone (walencyjne) elektrony atomu wieloelektronowego po uwzględnieniu liczby elektronów osłonowych otaczających jądro. Wzór na obliczenie efektywnego ładunku jądrowego dla pojedynczego elektronu to „Zeff = Z - S ”, gdzie Zeff to efektywny ładunek jądrowy, Z to liczba protonów w jądrze, a S to średnia ilość gęstości elektronów między jądrem a elektronem, dla którego rozwiązujesz.
Jako przykład możesz użyć tej formuły, aby znaleźć efektywny ładunek jądrowy dla elektronu w licie, w szczególności elektronu „2s”.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Obliczenie efektywnego ładunku jądrowego wynosi Zeff = Z - S. Zeff to efektywny ładunek, Z to liczba atomowa, a S to wartość ładunku z reguł Slatersa.
Wyznacz wartość Z. Z to liczba protonów w jądrze atomu, która określa ładunek dodatni jądra. Liczba protonów w jądrze atomu jest również znana jako liczba atomowa, którą można znaleźć w układzie okresowym pierwiastków.
W tym przykładzie wartość Z dla litu wynosi 3.
Znajdź wartość S za pomocą reguł Slatersa, które podają wartości liczbowe dla efektywnej koncepcji ładunku jądrowego. Można tego dokonać zapisując konfigurację elektronową elementu w następującej kolejności i grupowaniu: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f) itp. Liczby w tej konfiguracji odpowiadają poziomowi powłoki elektronów w atomie (jak daleko elektrony znajdują się od jądra), a litery odpowiadają danemu kształtowi orbity elektronów. Upraszczając, „s” jest kulistym orbitalnym kształtem, „p” przypomina figurę 8 z dwoma płatami, „d” przypomina figurę 8 z pączkiem wokół środka, a „f” przypomina dwie figury 8, które przecinają się nawzajem .
W tym przykładzie lit ma trzy elektrony, a konfiguracja elektronów wygląda następująco: (1s) 2, (2s) 1, co oznacza, że na pierwszym poziomie powłoki znajdują się dwa elektrony, oba o kulistych kształtach orbitalnych, i jeden elektron (ognisko ten przykład) na drugim poziomie skorupy, również o kształcie kulistym.
Przypisz wartość elektronom zgodnie z ich poziomem skorupy i kształtem orbity. Elektrony na orbicie „s” lub „p” w tej samej powłoce co elektron, dla którego rozwiązujesz, przyczyniają się do 0,35, elektrony w orbicie „s” lub „p” w powłoce o jeden poziom niższy przyczyniają się do 0,85, a elektrony w Orbital „s” lub „p” w skorupkach ma dwa poziomy energii i mniejszy wkład 1. Elektrony w orbicie „d” lub „f” w tej samej powłoce co elektron, dla którego obliczasz wkład, wynoszą 0,35, a elektrony w „d” lub orbital „f” we wszystkich niższych poziomach energii przyczynia się 1. Elektrony w skorupach wyższych niż elektron, dla którego rozwiązujesz, nie przyczyniają się do osłony.
W tym przykładzie w powłoce znajdują się dwa elektrony, które są o jeden poziom energii niższe niż powłoka elektronu, dla którego rozwiązujesz, i oba mają orbitale „s”. Zgodnie z regułami Slatersa każdy z tych dwóch elektronów wnosi 0,85. Nie dołączaj wartości elektronu, dla którego rozwiązujesz.
Oblicz wartość S, sumując liczby przypisane do każdego elektronu za pomocą reguł Slatersa.
W naszym przykładzie S wynosi 0,85 + 0,85 lub 1,7 (suma wartości dwóch elektronów się liczyła)
Odejmij S od Z, aby znaleźć efektywny ładunek jądrowy, Zeff.
W przykładzie wykorzystującym atom litu, Z wynosi 3 (liczba atomowa litu), a S wynosi 1,7. Zmieniając zmienne w formule na prawidłowe wartości dla przykładu, staje się Zeff = 3 - 1,7. Wartość Zeff (a zatem efektywny ładunek jądrowy elektronu 2s w atomie litu) wynosi 1,3.