Indhold
Effektiv nuklear ladning henviser til den ladning, der føles ved de yderste (valens) elektroner i et multielektronat efter at have taget hensyn til antallet af afskærmningselektroner, der omgiver kernen. Formlen til beregning af den effektive atomladning for en enkelt elektron er "Zeff = Z - S ", hvor Zeff er den effektive atomladning, Z er antallet af protoner i kernen, og S er den gennemsnitlige mængde elektrontæthed mellem kernen og det elektron, som du løser.
Som et eksempel kan du bruge denne formel til at finde den effektive atomladning for et elektron i lithium, nærmere bestemt "2s" -elektronet.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Beregningen for effektiv nuklear ladning er Zeff = Z - S. Zeff er den effektive ladning, Z er atomnummeret, og S er ladningsværdien fra Slaters regler.
Bestem værdien af Z. Z er antallet af protoner i atomens kerne, der bestemmer kernens positive ladning. Antallet af protoner i atomens kerne er også kendt som atomnummeret, som kan findes på den periodiske tabel med elementer.
I eksemplet er værdien af Z for lithium 3.
Find værdien af S ved hjælp af Slaters-regler, som giver numeriske værdier for det effektive atomladningskoncept. Dette kan opnås ved at udskrive elektronkonfigurationen af elementet i følgende rækkefølge og grupperinger: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f) osv. Tallene i denne konfiguration svarer til skalniveauet for elektronerne i atomet (hvor langt væk elektronerne er fra kernen) og bogstaverne svarer til den givne form af en elektronisk kredsløb. I forenklede termer er "s" en sfærisk orbitalform, "p" ligner en figur 8 med to fliser, "d" ligner en figur 8 med en donut omkring midten, og "f" ligner to figur 8s, der halverer hinanden .
I eksemplet har lithium tre elektroner, og elektronkonfigurationen ser sådan ud: (1s) 2, (2s) 1, hvilket betyder, at der er to elektroner på det første skalniveau, begge med sfæriske orbitalformer, og en elektron (fokus for dette eksempel) på det andet skalniveau, også med en sfærisk form.
Tildel en værdi til elektronerne i henhold til deres skalniveau og orbitalform. Elektroner i en "s" eller "p" bane i den samme skal som det elektron, som du løser, bidrager med 0,35, elektroner i et "s" eller "p" i kredsløbet, et energiniveau lavere, bidrager med 0,85, og elektroner i en "s" eller "p" orbital i skaller to energiniveauer og lavere bidrager med 1. Elektroner i en "d" eller "f" orbital i samme skal som det elektron, hvortil du beregner bidrager med 0,35, og elektroner i en "d" eller "f" -kredsløb i alle lavere energiniveauer bidrager med 1. Elektroner i skaller, der er højere end det elektron, som din løsning ikke bidrager til afskærmning.
I eksemplet er der to elektroner i skallen, der er et energiniveau lavere end skallen på det elektron, som du løser, og de har begge "s" orbitaler. I henhold til Slaters-regler bidrager disse to elektroner hver med 0,85. Medtag ikke værdien for det elektron, som du løser.
Beregn værdien af S ved at tilføje de numre, du har tildelt til hver elektron ved hjælp af Slaters-regler.
For vores eksempel er S lig med 0,85 + 0,85 eller 1,7 (summen af værdierne for de to elektroner tæller)
Træk S fra Z for at finde den effektive atomladning, Zeff.
I eksemplet med et lithiumatom er Z lig med 3 (det atomære antal af lithium) og S er lig med 1,7. Ved at ændre variablerne i formlen til de korrekte værdier for eksemplet, bliver det Zeff = 3 - 1,7. Værdien af Zeff (og dermed den effektive nukleare ladning af 2'ers elektron i et lithiumatom) er 1,3.