有効核電荷の計算方法

有効核電荷とは、 原子核を取り巻く遮蔽電子の数が取り込まれた後の多電子原子 アカウント。 周期表の傾向は、期間全体で増加し、グループを下に増加することです。

単一電子の有効核電荷を計算する式は次のとおりです。

Z_eff *=* Z−S

• Z_eff 有効核電荷、またはZ有効
• Zは原子核内の陽子の数、原子番号です
• Sは原子核と電子の間の電子密度の平均量です

有効核電荷の計算には、Z値とS値の理解が含まれます。 Zは原子番号であり、Sではスレーターの法則を使用して原子核と検討中の電子の間の電子雲遮蔽値を決定する必要があります。

問題の例：ナトリウムの価電子の有効核電荷はどれくらいですか？

Zは原子核内の陽子の数であり、これが原子核の正電荷を決定します。 原子核内の陽子の数は、原子番号とも呼ばれます。

元素の周期表を使用して、目的の原子番号を見つけます。 上記の例では、ナトリウム、記号Naの原子番号は11です。

元素の電子配置を次の順序とグループで記述します。

（1s）（2s、2p）（3s、3p）（3d）（4s、4p）（4d）、（4f）、（5s、5p）、（5d）、（5f）.. .

数字（1、2、3。。 。）原子内の電子の主量子数またはエネルギーシェルレベルに対応し、これは電子が原子核からどれだけ離れているかを示します。 文字（s、p、d、f）は、電子の軌道の特定の形状に対応します。 たとえば、「s」は球形の軌道形状であり、「p」は図8に似ています。

ナトリウムの場合、電子配置は（1s²）（2秒²、2p⁶）（3秒¹).

上記の例では、ナトリウムには11個の電子があります。1番目のエネルギーレベル（1）に2個の電子、2番目のエネルギーレベル（2）に8個の電子、3番目のエネルギーレベルに1個の電子です。 3秒の電子¹ 軌道が例の焦点です。

値Sは、科学者のジョンCにちなんで名付けられたスレーター則を使用して計算できます。 それらを開発したスレーター。 これらの規則は、各電子にシールド値を与えます。 行う ない 対象の電子の値を含めます。 次の値を割り当てます。

1. 対象の電子の右側にある電子には、シールド値は含まれていません。
2. 対象の電子と同じグループの電子（ステップ2の電子配置グループで見つかったもの）は、0.35個の核電荷ユニットをシールドします。
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3. sまたはp電子の場合：主量子数の値が1つ少ない電子（エネルギーレベル：1、2、3。。 。）0.85単位の核電荷が割り当てられます。 電子は、2つ以上のエネルギーレベルがシールド1.00ユニットを下げることを発見しました。
4. dまたはf電子の場合：すべての電子が1.00単位をシールドします。

上記の例では、Naの答えは次のようになります。

1. 0; より高い（または電子配置の右側に）電子はありません
2. 0; Naの3s軌道には他の電子はありません。
3. 8.8; 2つの計算が必要です。最初に、エネルギー準位2の殻に8つの電子、sの殻に2つ、pに6つの電子があります。 8×0.85 = 6.8。 さらに、1秒以降² 電子は、対象の電子から2つのレベルです：2×1。
4. 0; dまたはf電子はありません。

スレーター則を使用して計算されたすべてのシールド電荷を追加します。

サンプルの問題では、シールド値の合計は8.8（0 + 0 + 8.8 + 0）になります。

ZとSの値を有効核電荷の式に入れます。

Z_eff *=* Z−S

上記のNaの例では、11 − 8.8 = 2.2

3秒の有効核電荷¹ ナトリウム原子の電子は2.2です。 値は料金であり、単位が含まれていないことに注意してください。