Obsah
Efektívny jadrový náboj sa vzťahuje na náboj, ktorý pociťujú najvzdialenejšie (valenčné) elektróny viacelektrónového atómu po zohľadnení počtu tieniacich elektrónov, ktoré obklopujú jadro. Vzorec na výpočet účinného jadrového náboja pre jeden elektrón je „Zeff = Z - S ", kde Zeff je účinný atómový náboj, Z je počet protónov v jadre a S je priemerné množstvo elektrónovej hustoty medzi jadrom a elektrónom, pre ktoré riešite.
Ako príklad môžete použiť tento vzorec na nájdenie účinného jadrového náboja pre elektrón v lítiu, konkrétne pre elektrón typu „2s“.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Výpočet efektívneho jadrového náboja je Zeff = Z - S. Zeff je efektívny náboj, Z je atómové číslo a S je hodnota náboja podľa pravidiel Slatersovho zákona.
Určite hodnotu Z. Z je počet protónov v jadre atómu, ktorý určuje pozitívny náboj jadra. Počet protónov v jadre atómu je tiež známy ako atómové číslo, ktoré sa nachádza v periodickej tabuľke prvkov.
V príklade je hodnota Z pre lítium 3.
Nájdite hodnotu S pomocou pravidiel Slatersovho pravidla, ktoré poskytujú číselné hodnoty pre koncepciu účinného jadrového náboja. To možno dosiahnuť napísaním elektrónovej konfigurácie prvku v nasledujúcom poradí a zoskupeniach: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f) atď. Čísla v tejto konfigurácii zodpovedajú úrovni škrupiny elektrónov v atóme (ako ďaleko sú elektróny od jadra) a písmená zodpovedajú danému tvaru elektrónovej obežnej dráhy. Zjednodušene povedané, "s" je sférický orbitálny tvar, "p" pripomína obrázok 8 s dvoma lalokami, "d" pripomína obrázok 8 s šiškami okolo stredu a "f" pripomína dva obrázky 8s, ktoré sa vzájomne rozdeľujú ,
V príklade má lítium tri elektróny a konfigurácia elektrónov vyzerá takto: (1s) 2, (2s) 1, čo znamená, že na prvej úrovni obalu sú dva elektróny, sférické obežné tvary, a jeden elektrón (zameranie tento príklad) na druhej úrovni obalu, tiež s guľovým tvarom.
Elektrónom priraďte hodnotu podľa úrovne ich obalu a tvaru obežnej dráhy. Elektróny na obežnej dráhe „s“ alebo „p“ v rovnakom obale ako elektrón, pre ktorý riešite svoj príspevok, prispievajú 0,35, elektróny v orbitále „s“ alebo „p“ v kryte o jednu nižšiu úroveň energie prispievajú 0,85 a elektróny v „s“ alebo „p“ orbitálne v škrupinách dve energetické úrovne a nižšie prispievajúce elektróny 1. Elektróny v orbitále „d“ alebo „f“ v rovnakom obale ako elektrón, na ktorý prispieva 0,35, elektróny v „d“ alebo „f“ orbitálne vo všetkých nižších úrovniach energie prispievajú 1. Elektróny v škrupinách vyššie ako elektrón, pre ktoré riešenie nevykonávajú tienenie.
V príklade sú v škrupine dva elektróny, ktoré sú o jednu úroveň energie nižšie ako škrupina elektrónu, pre ktorý sa riešite, a oba majú obežné dráhy „s“. Podľa Slatersových pravidiel prispieva každý z týchto elektrónov 0,85. Nezahŕňajte hodnotu elektrónu, pre ktorý riešite.
Vypočítajte hodnotu S spočítaním čísiel, ktoré ste priradili jednotlivým elektrónom podľa pravidiel Slatersovho pravidla.
V našom príklade sa S rovná 0,85 + 0,85 alebo 1,7 (počítanie súčtu hodnôt týchto dvoch elektrónov)
Odčítajte S od Z, aby ste našli efektívny jadrový náboj, Zeff.
V príklade s použitím atómu lítia sa Z rovná 3 (atómové číslo lítia) a S sa rovná 1,7. Zmenou premenných vo vzorci na správne hodnoty pre príklad sa stane Zeff = 3 - 1,7. Hodnota Zeff (a teda efektívny jadrový náboj elektrónu 2s v atóme lítia) je 1,3.