Περιεχόμενο
Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο αναφέρεται στο φορτίο που γίνονται αισθητά από τα εξώτατα (σθένους) ηλεκτρόνια ενός ατόμου πολλαπλών ηλεκτρονίων αφού ληφθεί υπόψη ο αριθμός των ηλεκτρονίων θωράκισης που περιβάλλουν τον πυρήνα. Ο τύπος για τον υπολογισμό του αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου για ένα μόνο ηλεκτρόνιο είναι "Zeff = Z - S ", όπου Zeff είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο, το Ζ είναι ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα και το S είναι η μέση πυκνότητα ηλεκτρονίων μεταξύ του πυρήνα και του ηλεκτρονίου για το οποίο επιλύσατε.
Για παράδειγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον τύπο για να βρείτε το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο για ένα ηλεκτρόνιο στο λίθιο, συγκεκριμένα το ηλεκτρόνιο "2s".
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Ο υπολογισμός για το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο είναι Zeff = Z - S. Zeff είναι το πραγματικό φορτίο, Z είναι ο ατομικός αριθμός, και S είναι η τιμή φόρτισης από τους κανόνες Slaters.
Προσδιορίστε την τιμή του Z. Z είναι ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα του ατόμου, που καθορίζει το θετικό φορτίο πυρήνων. Ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα ενός ατόμου είναι επίσης γνωστός ως ατομικός αριθμός, ο οποίος μπορεί να βρεθεί στον περιοδικό πίνακα των στοιχείων.
Στο παράδειγμα, η τιμή του Ζ για το λίθιο είναι 3.
Βρείτε την τιμή του S χρησιμοποιώντας τους κανόνες Slaters, οι οποίοι παρέχουν αριθμητικές τιμές για την αποτελεσματική έννοια του πυρηνικού φορτίου. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί γράφοντας τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων του στοιχείου με την ακόλουθη σειρά και ομάδες: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f) 5s, 5p), (5d), (5f) κλπ. Οι αριθμοί σε αυτή τη διαμόρφωση αντιστοιχούν στο επίπεδο κελύφους των ηλεκτρονίων στο άτομο (πόσο μακριά βρίσκονται τα ηλεκτρόνια από τον πυρήνα) και τα γράμματα αντιστοιχούν στο δεδομένο σχήμα μιας τροχιάς ηλεκτρονίων. Με απλοποιημένους όρους, το "s" είναι ένα σφαιρικό σχήμα τροχιάς, το "p" μοιάζει με ένα σχήμα 8 με δύο λοβούς, το "d" μοιάζει με ένα σχήμα 8 με ένα ντόνατς γύρω από το κέντρο και το f μοιάζει με δύο σχήματα 8s .
Στο παράδειγμα, το λίθιο έχει τρία ηλεκτρόνια και η διάταξη ηλεκτρονίων μοιάζει με αυτό: (1s) 2, (2s) 1, που σημαίνει ότι υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια στο πρώτο επίπεδο κελύφους, αμφότερα με σφαιρικά τροχιακά σχήματα και ένα ηλεκτρόνιο αυτό το παράδειγμα) στο δεύτερο επίπεδο κελύφους, επίσης με σφαιρικό σχήμα.
Ορίστε μια τιμή στα ηλεκτρόνια ανάλογα με το επίπεδο κελύφους τους και το τροχιακό σχήμα. Τα ηλεκτρόνια σε τροχιά "s" ή "p" στο ίδιο κέλυφος με το ηλεκτρόνιο για το οποίο εσύ λύσεις συνεισφέρουν 0,35, τα ηλεκτρόνια σε τροχιά "s" ή "p" στο επίπεδο κελύφους ένα χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας συνεισφέρουν 0,85, "s" ή "p" τροχιά σε κελύφη δύο ενεργειακά επίπεδα και χαμηλότερα συμβάλλουν 1. Ηλεκτρόνια σε τροχιά "d" ή "f" στο ίδιο κέλυφος με το ηλεκτρόνιο για το οποίο υπολογίζετε συνεισφορά 0.35, και ηλεκτρόνια σε " ή "τροχιά" σε όλα τα χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας συνεισφέρουν 1. Ηλεκτρόνια με κελύφη υψηλότερα από το ηλεκτρόνιο για τα οποία είστε σε επίλυση δεν συμβάλλουν στην θωράκιση.
Στο παράδειγμα, υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια στο κέλυφος που είναι ένα ενεργειακό επίπεδο χαμηλότερο από το κέλυφος του ηλεκτρονίου για το οποίο βρίσκεστε στην επίλυση και και τα δύο έχουν τροχιακά "s". Σύμφωνα με τους κανόνες Slaters, αυτά τα δύο ηλεκτρόνια συνεισφέρουν το καθένα 0,85. Μην συμπεριλάβετε την τιμή για το ηλεκτρόνιο για το οποίο επιλύετε.
Υπολογίστε την τιμή του S προσθέτοντας τους αριθμούς που αντιστοιχίσατε σε κάθε ηλεκτρόνιο χρησιμοποιώντας τους κανόνες Slaters.
Για το παράδειγμα μας, το S ισούται με .85 + .85 ή 1.7 (το άθροισμα των τιμών των δύο ηλεκτρονίων μετράνε)
Αφαιρέστε το S από το Z για να βρείτε το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο, Zeff.
Στο παράδειγμα που χρησιμοποιεί ένα άτομο λιθίου, το Ζ ισούται με 3 (τον ατομικό αριθμό του λιθίου) και το S ισούται με 1,7. Αλλάζοντας τις μεταβλητές στον τύπο στις σωστές τιμές για το παράδειγμα, γίνεται Zeff = 3 - 1.7. Η τιμή του Zeff (και έτσι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο του ηλεκτρονίου 2s σε ένα άτομο λιθίου) είναι 1,3.