Jaga:
Tõhus tuumakoormuse kontseptsioon, kuidas arvutada ja näiteid
The tõhus tuumakoormus (Zef) on tuuma poolt mis tahes elektronile avaldatav tõmbejõud, kui seda on vähendatud sõelumise ja läbitungimise mõjude tõttu. Kui selliseid mõjusid ei oleks, siis tundsid elektronid tegeliku tuumakulu Z.
Madalamal pildil on meil fiktiivse aatomi Bohr-aatomimudel. Selle tuumal on tuumaenergia Z = + n, mis tõmbab ringi ümber asuvad elektronid (sinised ringid). On näha, et kaks elektroni on tuumale lähemal orbiidil, samas kui kolmas elektron on sellest kaugemal.
Kolmanda elektroni orbiidil tekib kahe teise elektroni elektrostaatiline tõrjutus, nii et tuum tõmbab selle vähem jõuga; see tähendab, et tuum-elektron-interaktsioon väheneb kahe esimese elektroni varjestamise tulemusena.
Seejärel tunnevad kaks esimest elektroni tasu + n atraktiivset jõudu, kuid kolmandal kogemusel on efektiivne tuumaruum + (n-2).
Kuid see Zef oleks kehtiv ainult siis, kui kõigi elektronide tuumad (raadius) oleksid alati konstantsed ja defineeritud, määrates nende negatiivsed laengud (-1).
Indeks
- 1 Mõiste
- 1.1 Läbivoolu ja sõeluuringute mõju
- 2 Kuidas seda arvutada?
- 2.1 Slateri reegel
- 3 Näited
- 3.1. Määrake biflüülis 2s2 orbiidi elektronide Zef
- 3.2 Määrake fosfori 3 orbiidil olevate elektronide Zef
- 4 Viited
Mõiste
Prootonid määratlevad keemiliste elementide tuumad ja elektronid oma identiteedi piires omaduste kogumis (perioodilise tabeli rühmad).
Prootonid suurendavad tuumavara Z kiirusel n + 1, mida kompenseerib uue elektroni lisamine aatomi stabiliseerimiseks..
Kuna prootonite arv suureneb, on tuum "kaetud" dünaamilise elektronide pilvega, milles piirkonnad, mille kaudu nad ringlevad, on määratud lainete funktsioonide radiaalsete ja nurkade tõenäosusjaotusega ( orbitaalid).
Sellest lähenemisviisist ei tule elektronid orbiidile tuuma ümbritseva ruumi määratletud piirkonnas, kuid nagu nad oleksid kiiresti ventilaatori labad, kaovad nad tuntud orbitaalide s, p, d ja f kuju..
Sel põhjusel jaotatakse elektroni negatiivne laeng -1 nende piirkondade poolt, mis tungivad orbitaale; mida suurem on läbitungiv efekt, seda suurem on efektiivne tuumaruum, mida elektron kogeb orbitaalis.
Läbivus ja sõeluuringud
Eelmise selgituse kohaselt ei aita sisekihtide elektronid taset -1 kuni välimiste kihtide elektronide stabiliseeriva tõrjutuseni..
Kuid see kernel (eelnevalt elektronidega täidetud kihid) on "seina", mis takistab tuuma atraktiivse jõu jõudmist välimistesse elektronidesse.
Seda tuntakse ekraani või sõelumise mõjuna. Samuti ei koge välimise kihi kõik elektronid sama suurust; näiteks, kui nad asuvad orbiidil, millel on suur läbitungiv iseloom (st see läbib tuuma ja teiste orbitaalide lähedale), siis tundub suurem Zef.
Selle tulemusena on orbitaalide puhul nende Zefi alusel energia stabiilsuse järjekord See tähendab, et 2p orbiidil on kõrgem energia (vähem stabiliseerunud südamiku laenguga) kui 2s orbitaal. Mida halvem on orbitaali sissetungimise mõju, seda madalam on ekraani mõju ülejäänud välistele elektronidele. D ja f orbitaalid näitavad paljusid auke (sõlmede), kus tuum meelitab teisi elektrone. Eeldades, et negatiivsed tasud paiknevad, on iga elektroni Zefi arvutamise valem: Zef = Z - σ Valemis σ on kerneli elektronide poolt määratud kaitsekonstant. Seda seetõttu, et teoreetiliselt ei aita äärepoolsemad elektronid sisemiste elektronide varjestamist. Teisisõnu, 1s2 Varjestab elektronid 2s1, kuid 2s1 ei kaitse Z kuni 1s elektrone2. Kui Z = 40, eirates nimetatud mõjusid, siis viimane elektron kogeb Zefit, mis on võrdne 1 (40-39). Slateri reegel on aatomi elektronide Zef-väärtuste hea ühtlustamine. Selle rakendamiseks tuleb järgida alltoodud samme: 1- Aatomi (või iooni) elektrooniline konfiguratsioon peab olema kirjutatud järgmiselt: (1s) (2s 2p) (3s 3p) (3d) (4s 4p) (4d) (4f) ... 2 - Vaatlusalusest paremale jäävad elektronid ei aita varjestavat mõju. 3 - samasse rühma kuuluvad (sulgudega tähistatud) elektronid annavad 0,35 elektroni laengut, välja arvatud juhul, kui see on rühm 1s, olles selle kohal 0,30;. 4- Kui elektron võtab a või p orbitaali, siis kõik n-1 orbitaalid annavad 0,85 ja kõik orbitaalid n-2 ühiku. 5- Juhul, kui elektron on orbiidil d või f, annavad kõik selle vasakul olevad üksused ühe ühikuga. Pärast Slateri esindusrežiimi on Be (Z = 4) elektrooniline konfiguratsioon: (1s2) (2s22p0) Nagu orbiidil on kaks elektroni, üks neist aitab kaasa teise varjestusele ja 1s orbitaal on 2s orbiidi n-1. Seejärel on algebralise summa arendamisel järgmine: (0,35) (1) + (0,85) (2) = 2,05 0,35 tuli 2s elektronist ja 0,85 mõlemast elektronist 1s. Nüüd, rakendades Zefi valemit: Zef = 4 - 2,05 = 1,95 Mida see tähendab? See tähendab, et elektronid 2s orbitaalis2 nad kogevad tasu +1,95, mis tõmbab nad tuumale, mitte tegelikule tasule +4. Jätka nagu eelmises näites: (1s2) (2s22p6) (3s23p3) Nüüd töötatakse välja algebraline summa, et määrata σ: (, 35) (4) + (0,85) (8) + (1) (2) = 10,2 Niisiis, Zef on erinevus σ ja Z vahel: Zef = 15-10,2 = 4,8 Kokkuvõttes on viimased 3p elektronid3 Nad kogevad tasu kolm korda vähem kui tegelik. Samuti tuleb märkida, et selle reegli kohaselt on 3s elektronid2 kogeda sama Zefi tulemust, mis võib tekitada kahtlusi. Siiski on Slateri reeglis muudatusi, mis aitavad lähendada tegelike arvutatud väärtusi.Kuidas seda arvutada?
Slateri reegel
Näited
Määrake zef 2s orbitaalsete elektronide jaoks2 berülliumis
Määrake 3p orbiidil olevate elektronide Zef3 fosforit
Viited