유효 핵 전하를 계산하는 방법

유효 핵 전하는 a의 가장 바깥 쪽 (가) 전자가 느끼는 전하를 말합니다. 핵을 둘러싼 차폐 전자의 수를 취한 후 다중 전자 원자 계정. 주기율표의 추세는 기간에 걸쳐 증가하고 그룹 아래로 증가하는 것입니다.

단일 전자에 대한 유효 핵 전하를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

지_eff *=* 지−에스

• 지_eff 효과적인 핵 전하 또는 Z 유효
• Z는 핵의 양성자 수, 원자 번호
• S는 핵과 전자 사이의 평균 전자 밀도입니다.

효과적인 핵 전하를 계산하려면 Z 및 S 값을 이해해야합니다. Z는 원자 번호이고 S는 Slater의 규칙을 사용하여 고려중인 핵과 전자 사이의 전자 구름 차폐 값을 결정해야합니다.

예제 문제: 나트륨에서 원자가 전자의 유효 핵 전하는 얼마입니까?

Z는 원자핵의 양성자의 수이며, 이것은 핵의 양전하를 결정합니다. 원자핵의 양성자의 수는 원자 번호라고도합니다.

주기율표를 사용하여 원하는 원자 번호를 찾으십시오. 위의 예에서 Na 기호 인 나트륨은 원자 번호 11입니다.

다음 순서와 그룹으로 요소의 전자 구성을 작성하십시오.

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

숫자 (1, 2, 3.. .)는 원자에있는 전자의 주요 양자 수 또는 에너지 껍질 수준에 해당하며, 이는 전자가 핵에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 나타냅니다. 문자 (s, p, d, f)는 전자 궤도의 주어진 모양에 해당합니다. 예를 들어 "s"는 구형 궤도 모양이고 "p"는 그림 8과 유사합니다.

나트륨의 경우 전자 구성은 (1s²) (2 초², 2p⁶) (3 초¹).

위의 예에서 나트륨에는 11 개의 전자가 있습니다. 첫 번째 에너지 수준 (1)에 2 개의 전자, 두 번째 에너지 수준 (2)에 8 개의 전자, 세 번째 에너지 수준에 1 개의 전자가 있습니다. 3s의 전자¹ 궤도는 예제의 초점입니다.

값 S는 과학자 John C의 이름을 딴 Slater의 규칙을 사용하여 계산할 수 있습니다. 그들을 개발 한 슬레이터. 이 규칙은 각 전자에 차폐 값을 제공합니다. 하다 아니 관심있는 전자의 값을 포함합니다. 다음 값을 지정하십시오.

1. 관심 전자의 오른쪽에있는 모든 전자에는 차폐 값이 없습니다.
2. 관심 전자와 동일한 그룹의 전자 (2 단계의 전자 구성 그룹에서 발견됨)는 0.35 핵 전하 단위를 보호합니다.
3. s 또는 p 전자: 주 양자 수 값이 하나 더 적은 전자 (에너지 레벨: 1, 2, 3.. .) 0.85 단위의 핵 충전이 할당됩니다. 전자는 두 개 이상의 에너지 수준이 차폐 1.00 단위를 낮추는 것을 발견했습니다.
4. d 또는 f 전자의 경우: 모든 전자가 1.00 단위를 보호합니다.

위의 예에서 Na에 대한 답변은 다음과 같습니다.

1. 0; 더 높은 전자 (또는 전자 구성에서 오른쪽)가 없습니다.
2. 0; Na의 3s 궤도에는 다른 전자가 없습니다.
3. 8.8; 두 가지 계산이 필요합니다. 첫째, 에너지 레벨 2 쉘에 8 개의 전자, s 쉘에 2 개, p에 6 개 전자가 있습니다. 8 × 0.85 = 6.8. 게다가 1 초 이후² 전자는 관심 전자의 두 가지 레벨입니다. 2 × 1입니다.
4. 0; d 또는 f 전자가 없습니다.

Slater의 규칙을 사용하여 계산 된 모든 차폐 요금을 더합니다.

샘플 문제에서 차폐 값의 합은 8.8 (0 + 0 + 8.8 + 0)입니다.

Z 및 S 값을 효과적인 핵 전하 공식에 넣으십시오.

지_eff *=* 지−에스

Na에 대한 위의 예에서: 11 − 8.8 = 2.2

3s의 효과적인 핵 충전¹ 나트륨 원자의 전자는 2.2입니다. 값은 요금이며 단위가 포함되어 있지 않습니다.