Како израчунати ефективни нуклеарни набој

Ефективно нуклеарно наелектрисање односи се на наелектрисање које осећају најудаљенији (валентни) електрони а вишеелектронски атом након што се узме број заштитних електрона који окружују језгро рачун. Тренд на периодном систему је повећање кроз период и смањење групе.

Формула за израчунавање ефективног нуклеарног наелектрисања за један електрон је:

З._ефф *=* З.−С.

• З._ефф је ефективно нуклеарно наелектрисање или З ефективно
• З је број протона у језгру, атомски број
• С је просечна количина густине електрона између језгра и електрона

Израчунавање ефективног нуклеарног наелектрисања укључује разумевање вредности З и С. З је атомски број, а С захтева употребу Слејтерових правила за одређивање вредности заштите електронског облака између језгра и електрона који се разматра.

Пример проблема: Који је ефективни нуклеарни набој за валентни електрон у натријуму?

З је број протона у језгру атома, а то одређује позитиван набој језгра. Број протона у језгру атома познат је и као атомски број.

Помоћу периодног система елемената пронађите жељени атомски број. У примеру изнад, натријум, симбол На, има атомски број 11.

Напишите електронску конфигурацију елемента следећим редоследом и груписањима:

(1с) (2с, 2п) (3с, 3п) (3д) (4с, 4п) (4д), (4ф), (5с, 5п), (5д), (5ф).. .

Подсетимо се да су бројеви (1, 2, 3.. .) одговарају главном квантном броју или нивоу енергетске љуске електрона у атому, а то одређује колико су електрони удаљени од језгра. Слова (с, п, д, ф) одговарају датом облику орбите електрона. На пример, „с“ је сферни орбитални облик, а „п“ подсећа на слику 8.

За натријум је електронска конфигурација (1с²) (2с², 2п⁶) (3с¹).

У примеру изнад, натријум има 11 електрона: два електрона у првом нивоу енергије (1), осам електрона у другом нивоу енергије (2) и један електрон у трећем нивоу енергије. Електрон у 3с¹ орбитал је фокус примера.

Вредност С се може израчунати помоћу Слејтерових правила, названих по научнику Џону Ц. Слејтер који их је развио. Ова правила дају заштитне вредности за сваки електрон. Урадите не укључују вредност електрона од интереса. Доделите следеће вредности:

1. Било који електрони десно од електрона од интереса не садрже заштитну вредност.
2. Електрони у истој групи (као што је пронађено у групирању електронских конфигурација у кораку 2) као електрони од интереса штите 0,35 јединица нуклеарног набоја.
3. За с или п електроне: електрони са једном мањом вредношћу главног квантног броја (ниво енергије: 1, 2, 3.. .) додељено је 0,85 јединица нуклеарног набоја. Електрони су пронашли два или више нивоа енергије нижи штит од 1,00 јединице.
4. За д или ф електроне: сви електрони штите 1,00 јединице.

За горњи пример, одговори за На би били:

1. 0; нема електрона више (или надесно у електронској конфигурацији)
2. 0; у 3с орбитали На нема других електрона.
3. 8,8; Потребна су два прорачуна: прво, у љусци енергетског нивоа 2 има осам електрона, два у с љусци и шест у п; 8 × 0,85 = 6,8. Плус, од 1с² електрони су два нивоа од електрона од интереса: 2 × 1.
4. 0; нема д или ф електрона.

Додајте све набоје за заштиту израчунате помоћу Слејтерових правила.

У проблему са узорком, вредности заштите штите 8,8 (0 + 0 + 8,8 + 0).

Поставите вредности за З и С у формулу ефективног нуклеарног наелектрисања:

З._ефф *=* З.−С.

У горњем примеру за На: 11 - 8,8 = 2,2

Ефективни нуклеарни набој 3с¹ електрон у атому натријума је 2,2. Имајте на уму да је вредност наплата и не садржи јединице.