Efektyvus kaliuminis branduolinis mokestis: kas tai sudaro (su pavyzdžiais)

Efektyvus kalio kiekis kraujyje yra +1. Efektyvus branduolinis įkrovimas yra bendras teigiamas įkrovimas, kurį elektronas, priklausantis daugiau kaip vieno elektrono atomai. Terminas „veiksmingas“ apibūdina ekrano efektą, kurį elektronai daro šalia branduolio, nuo neigiamo krūvio, kad apsaugotų elektronus nuo aukštesnių orbitų.

Ši savybė turi tiesioginį ryšį su kitomis elementų charakteristikomis, pvz., Jų atominiais matmenimis arba jų išdėstymu, kad suformuotų jonus. Tokiu būdu efektyvaus branduolinio krūvio sąvoka suteikia geresnį supratimą apie apsaugos periodinių savybių pasekmes.

Be to, atomuose, kuriuose yra daugiau nei vienas elektronas - tai yra polielektroniniai atomai - elektronų ekranavimo egzistavimas sumažina elektrostatinės traukos jėgas tarp atomo branduolio protonų (teigiamai įkrautų dalelių). ir elektronai išoriniuose lygiuose.

Priešingai, jėga, su kuria elektronai atstumiami atomų, kurie laikomi poliaelektronika, neutralizuoja patrauklias jėgas, kurias branduolys daro šioms dalelėms priešingai.

Kas yra efektyvus branduolinis mokestis?

Kai tai yra atomas, turintis tik vieną elektroną (vandenilio tipas), šis vienas elektronas suvokia grynąjį teigiamą branduolio krūvį. Kita vertus, kai atomas turi daugiau nei vieną elektroną, visų išorinių elektronų pritraukimas į branduolį yra patyręs ir tuo pačiu metu atbaidomas tarp šių elektronų.

Apskritai, sakoma, kad kuo efektyvesnis elemento krūvis, tuo didesnės patrauklios jėgos tarp elektronų ir branduolio.

Taip pat, kuo didesnis šis efektas, tuo mažesnė yra energija, priklausanti orbitai, kurioje yra šie išoriniai elektronai.

Daugumai pagrindinės grupės elementų (taip pat vadinamų reprezentaciniais elementais) ši nuosavybė didėja iš kairės į dešinę, bet periodinėje lentelėje sumažėja nuo viršaus iki apačios.

Norint apskaičiuoti elektrono (Z _eff arba Z *) efektyvaus branduolinio krūvio vertę, naudojama tokia Slater siūloma lygtis:

Z * = Z - S

Z * reiškia efektyvų branduolinį mokestį.

Z yra atomų branduolyje (arba atominiame numeryje) esančių protonų skaičius.

S yra vidutinis elektronų, esančių tarp branduolio ir tiriamo elektrono, skaičius (elektronų, kurie nėra valentai).

Efektyvus kalio kiekis kraujyje

Tai reiškia, kad, turint 19 branduolių protonų, jo branduolinis įkrovimas yra +19. Kalbėdami apie neutralųjį atomą, tai reiškia, kad jis turi tą patį protonų ir elektronų skaičių (19).

Šioje idėjų eilėje mes turime tai, kad veiksmingas kalio branduolinis įkrovimas yra apskaičiuojamas pagal aritmetinę operaciją, atimant vidinių elektronų skaičių iš savo branduolinio krūvio, kaip nurodyta toliau:

(+19 - 2 - 8 - 8 = +1)

Kitaip tariant, valentų elektroną apsaugo 2 elektronai nuo pirmojo lygio (arčiausiai branduolio), 8 elektronai iš antrojo lygio ir 8 elektronai iš trečiojo ir priešpaskutinio lygio; tai yra, šie 18 elektronų turi ekranavimo efektą, kuris apsaugo paskutinį elektroną nuo jėgų, kurias daro branduolys.

Kaip matyti, elemento efektyvaus branduolinio krūvio reikšmę galima nustatyti jo oksidacijos numeriu. Pažymėtina, kad konkrečiam elektronui (bet kokiam energijos lygiui) efektyvaus branduolinio mokesčio apskaičiavimas yra kitoks.

Paaiškinti efektyvaus kalio kiekio krūvio pavyzdžiai

Toliau pateikiami du pavyzdžiai, kaip apskaičiuoti efektyvų branduolinį krūvį, kurį suvokia valentų elektronas, nustatomas kalio atomu.

- Pirma, jos elektroninė konfigūracija išreiškiama tokia tvarka: (1 s ) (2 s, 2 p ) (3 s, 3 p ) (3 d ) (4 s, 4 p ) (4 d ) (4 f) ) (5 s, 5 p ) ir pan.

- Nei vienas iš elektronų dešinėje nuo grupės (n s, n p ) prisideda prie skaičiavimo.

- Kiekvienas grupės elektronas (n s, n p ) sudaro 0, 35. Kiekvienas (n-1) lygio elektronas prisideda 0, 85.

- Kiekvienas lygmuo (n-2) arba mažesnis elektronas sudaro 1, 00.

- Kai saugomas elektronas yra grupėje (n d ) arba (n f ), kiekvienas elektronas grupėje, esančioje kairėje nuo grupės (n d ) arba (n f ), yra 1, 00.

Taigi skaičiavimas prasideda:

Pirmasis pavyzdys

Tuo atveju, kai vienintelis atomo išorinio sluoksnio elektronas yra 4 s orbitoje, jo efektyvus branduolinis krūvis gali būti nustatomas taip:

(1 s 2) (2 s 22 p 5) (3 s 23 p 6) (3 d 6) (4 s 1)

Apskaičiuojamas vidurkis elektronų, nepriklausančių labiausiai išoriniam lygiui:

S = (8 x (0, 85)) + (10 x 1, 00) = 16, 80

Turėdami S vertę, mes skaičiuojame Z *:

Z * = 19.00 - 16.80 = 2.20

Antrasis pavyzdys

Šiuo antruoju atveju vienintelis valentų elektronas randamas 4 s orbitoje . Jūs galite nustatyti efektyvų branduolinį mokestį taip pat:

(1 s 2) (2 s 22 p 6) (3 s 23 p 6) (3 d 1)

Ir vėl apskaičiuojamas ne valentinių elektronų vidurkis:

S = (18 x (1, 00)) = 18.00

Galiausiai, su S verte, galime apskaičiuoti Z *:

Z * = 19.00 - 18.00 = 1.00

Išvada

Palyginus ankstesnius rezultatus, matyti, kad 4 s orbitoje esantis elektronas pritraukia atomo branduolį jėgų, didesnių už tuos, kurie pritraukia elektroną, kuris yra 3 d orbitoje. Todėl 4-osios orbitoje esantis elektronas turi mažesnę energiją nei 3b orbitoje.

Taigi daroma išvada, kad elektronas gali būti išdėstytas orbitoje 4 s savo pagrindinėje būsenoje, o 3b orbitoje jis yra sužadintas.