Hvordan beregne Effektiv Nuclear Charge

Effektiv kjernefysisk ladning refererer til ladning følt av de ytterste (valens) elektroner i en multi-elektron atom etter å ha tatt hensyn til antall skjerming elektroner som omgir kjernen. Formelen for beregning av den effektive kjernefysisk ladning for et enkelt elektron er "Z

= Z - S", hvor Z er den effektive kjernefysisk ladning, er Z antall protoner i kjernen, og S er den gjennomsnittlige mengden av elektrontettheten mellom kjernen og elektron for du løser for.

Som et eksempel, kan du bruke denne formelen for å finne den effektive kjernefysisk ladning for et elektron i litium, spesielt "2s" elektron.

Bruksanvisning

1 Bestemme verdien av Z. Z er antall protoner i kjernen i atomet, som bestemmer kjernen positive ladning. Antall protoner i kjernen av et atom er også kjent som den atomnummer, som kan bli funnet på den periodiske system.

I eksemplet er verdien av Z for litium er tre.

2 Finn verdien av S ved hjelp Slaters regler, som gir tallverdier for effektiv kjernefysisk ladning konsept. Dette kan oppnås ved å skrive ut den elektronkonfigurasjon av elementet i følgende rekkefølge og grupperinger: (1S) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f), etc. tallene i denne konfigurasjonen svarer til skallet nivået av elektronene i atom (hvor langt bort elektroner er fra kjernen) og bokstavene svarer til den gitte form av et elektron bane. Forenklet er "s" en sfærisk orbital form, "p" ligner en figur 8 med to lapper, "d" ligner en figur 8 med en smultring rundt sentrum, og "f" ligner to figure 8s at bisect hverandre .

I eksemplet har litium tre elektroner og elektron-konfigurasjon ser slik ut: (1s) 2, (2s) 1, noe som betyr at det er to elektroner i første skallet nivå, både med sfæriske orbital former, og en elektron (fokus for dette eksempel) på den andre skall nivå, også med en sfærisk form.

3 Tilordne en verdi til elektronene i henhold til deres skall nivå og orbital form. Elektroner i en "s" eller "p" bane i samme skall som elektronet som du løse bidra 0,35, elektroner i en "s" eller "p" orbital i skallet en energinivået lavere bidra 0,85, og elektroner i en "s" eller "p" orbital i skjell to energinivåer og lavere bidra 1. elektroner i en "d" eller "f" orbital i samme skall som elektronet som du beregne bidra 0,35, og elektroner i en "d" eller "f" orbital i alle lavere energinivå bidrar 1. Elektroner i skjell høyere enn elektronet som du løser ikke bidrar til skjerming.

I eksemplet er det to elektroner i skallet som er ett energinivå lavere enn skallet av elektron som du er løse, og de har begge "s" orbitaler. Ifølge Slaters regler, disse to elektroner hver bidra 0,85. Ikke ta med verdien for elektronet for du løser for.

4 Beregne verdien av S ved å legge sammen tallene du tildelt hver elektron hjelp Slaters reglene.

For vårt eksempel, S lik 1,7 (summen av verdiene av de to elektronene vi teller)

5 Trekk S fra Z for å finne den effektive kjernefysisk ladning, Z *.

I eksemplet ved hjelp av et litiumatom, Z er lik 3 (atomtall litium) og S er lik 1,7. Ved å endre variablene i formelen til de riktige verdiene for eksempel, blir det Z = 3 til 1,7. Verdien av Z (og således den effektive kjernefysisk ladning av den 2s elektron i et litiumatom) er 1,3.