Објави:
Ефективни концепт нуклеарног оптерећења, како израчунати и примјери
Тхе ефикасно нуклеарно оптерећење (Зеф) је сила привлачења нуклеуса на било који од електрона након што је смањена ефектима скрининга и пенетрације. Ако не би било таквих ефеката, електрони би осетили атрактивну снагу стварног нуклеарног набоја З.
У доњој слици имамо Боров атомски модел за фиктивни атом. Његово језгро има нуклеарни набој З = + н, који привлачи електроне који круже око (плави кругови). Видљиво је да се два електрона налазе у орбити ближе језгру, док се трећи електрон налази на већој удаљености од тога.
Трећи електрон кружи осетљивим електростатичким одбијањем других двају електрона, тако да га језгро привлачи са мањом силом; то јест, интеракција нуклеуса и електрона се смањује као резултат заштите два прва електрона.
Затим, прва два електрона осете атрактивну силу набоја + н, али трећи доживљава уместо ефективног нуклеарног набоја од + (н-2)..
Међутим, наведено је да би Зеф био валидан само ако су удаљености (радијус) од нуклеуса свих електрона увек константне и дефинисане, лоцирање њихових негативних набоја (-1).
Индек
- 1 Концепт
- 1.1 Ефекти пенетрације и скрининга
- 2 Како то израчунати?
- 2.1 Слатерово правило
- 3 Примери
- 3.1 Одредити Зеф за електроне орбите 2с2 у берилијуму
- 3.2 Одредити Зеф за електроне у орбиталној фосфорној 3
- 4 Референце
Цонцепт
Протони дефинишу језгре хемијских елемената, а електрони свој идентитет унутар скупа карактеристика (групе периодне табеле).
Протони повећавају нуклеарни набој З брзином од н + 1, што се компензује додавањем новог електрона за стабилизацију атома..
Са повећањем броја протона, језгро је "покривено" динамичким облаком електрона, у коме су области кроз које циркулишу дефинисане расподелом вероватноће радијалног и угловног дела таласних функција орбитале).
Из овог приступа, електрони не орбитирају у одређеном подручју простора око језгра, већ, као да су лопатице вентилатора које се брзо окрећу, блиједе у облике познатих орбитала с, п, д и ф.
Из тог разлога, негативни набој -1 електрона је дистрибуиран од стране оних региона који продиру у орбитале; што је већи продирући ефекат, то је већи ефективни нуклеарни набој који ће електрон доживјети у орбиталној.
Ефекти пенетрације и скрининга
Према претходном објашњењу, електрони унутрашњих слојева не доприносе пуњењу од -1 у стабилизујућем одбијању електрона из спољних слојева..
Међутим, ово зрно (слојеви претходно попуњени електронима) служи као "зид" који спречава привлачну силу језгра да допре до спољашњих електрона.
Ово је познато као ефекат екрана или ефекат скрининга. Такође, нису сви електрони у спољним слојевима искусили исту величину тог ефекта; на пример, ако заузимају орбиталу која има висок продирући карактер (то јест, пролази врло близу језгра и других орбитала), онда ће осетити већи Зеф.
Као резултат тога, постоји ред енергетске стабилности заснован на овим Зеф за орбитале: с То значи да орбитал 2п има вишу енергију (мање стабилизовану набојем језгре) од орбиталне 2с. Што је слабији ефекат пенетрације орбиталом, то је нижи ефекат екрана на остатак спољних електрона. Д и ф орбитале показују много рупа (чворова) где нуклеус привлачи друге електроне. Под претпоставком да су негативни набоји лоцирани, формула за израчунавање Зеф-а за било који електрон је: Зеф = З - σ У наведеној формули σ је константа заштите одређена електронима језгре. То је зато што, теоретски, најудаљенији електрони не доприносе заштити унутрашњих електрона. Другим речима, 1с2 Штити електрон 2с1, али 2с1 не штити З до 1с електрона2. Ако је З = 40, занемарујући поменуте ефекте, последњи електрон ће искусити Зеф једнак 1 (40-39). Слатер-ово правило је добра апроксимација Зеф-ових вредности за електроне у атому. Да бисте га применили, потребно је да пратите следеће кораке: 1- Електронска конфигурација атома (или јона) мора бити написана на следећи начин: (1с) (2с 2п) (3с 3п) (3д) (4с 4п) (4д) (4ф) ... 2 - Електрони десно од оне која се разматра не доприносе заштитном ефекту. 3 - Електрони који су унутар исте групе (означени заградама) доприносе 0.35 набоју електрона, осим ако је то група 1с, која је на свом месту 0.30. 4 - Ако електрон заузима с или п орбиталу, онда све н-1 орбитале доприносе 0.85, а све орбитале н-2 јединице. 5- Ако електрон заузима орбиталу д или ф, сви они са своје леве стране доприносе са једном јединицом. Пратећи начин представљања Слатер-а, електронска конфигурација Бе (З = 4) је: (1с2) (2с22п0) Пошто у орбитали постоје два електрона, један од њих доприноси заштити другог, а 1с орбитална је н-1 орбиталне 2с. Тада, развијање алгебарске суме има следеће: (0,35) (1) + (0,85) (2) = 2,05 0.35 долази од 2с електрона, а 0.85 од два електрона из 1с. Сада, примјењујући Зефову формулу: Зеф = 4 - 2,05 = 1,95 Шта то значи? То значи да су електрони у орбити 2с2 они доживљавају наплату од +1.95 која их привлачи у нуклеус, уместо стварног набоја од +4. Опет, наставите као у претходном примеру: (1с2) (2с22п6) (3с23п3) Сада се алгебарска сума развија како би се одредио σ: (, 35) (4) + (0.85) (8) + (1) (2) = 10.2 Дакле, Зеф је разлика између σ и З: Зеф = 15-10.2 = 4.8 У закључку, најновији 3п електрони3 Они доживљавају наплату три пута мање од стварне. Такође треба напоменути да, према овом правилу, 3с електрона2 искусите исти Зеф, резултат који би могао изазвати сумње. Међутим, постоје модификације правила Слатера које помажу приближити израчунате вриједности реалних.Како то израчунати?
Слатер'с Руле
Примери
Одредите Зеф за 2с орбиталне електроне2 у берилијуму
Одредите Зеф за електроне у 3п орбитали3 фосфора
Референце