V mnohých atómoch sa hovorí, že každý elektrón má menší ako skutočný jadrový náboj z dôvodu tienenia alebo tienenia ostatnými elektrónmi. Pre každý elektrón v atóme poskytujú Slaterove pravidlá hodnotu tieniacej konštanty, ktorá sa označuje σ.
Efektívny jadrový náboj možno definovať ako skutočný jadrový náboj (Z) mínus tieniaci efekt spôsobený elektrónmi zasahujúcimi medzi jadro a valenčný elektrón.
Efektívny jadrový náboj, Z* = Z – σ
Kde: Z = atómové číslo, σ = tieniaca alebo cloniaca konštanta.
Na výpočet efektívneho jadrového náboja (Z*) potrebujeme hodnotu tieniacej konštanty (σ), ktorú možno vypočítať pomocou nasledujúcich pravidiel.
Obsah
Kroky
Zapíšte elektronická konfigurácia prvku, ako je znázornené nižšie.[1]
- (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p) (5d)..
- Doplňte elektróny podľa Aufbauovho princípu.
- Všetky elektróny napravo od elektrónu záujmu neprispievajú k tieniacej konštante.
- Konštanta tienenia pre každú skupinu sa vytvorí ako súčet nasledujúcich príspevkov:
- Každý ďalší elektrón v tej istej skupine ako elektrón, ktorý nás zaujíma, sa tieni v rozsahu 0.35 jednotiek jadrového náboja okrem skupiny 1s, v ktorej druhý elektrón prispieva len 0.30.
- Ak je skupina (n) typu [s, p], množstvo 0.85 z každého elektrónu v (n-1)-tom obale a množstvo 1.00 pre každý elektrón z (n-2) a nižších schránok sa pripočíta k tieniacej konštante.
- Ak je skupina typu [d] alebo [f], množstvo 1.00 pre každý elektrón zo všetkých ležiacich vľavo na danom orbitále.
Napríklad: (a) Vypočítajte efektívny jadrový náboj v dusíku pre elektrón 2p.[2]
- Elektronická konfigurácia – (1s2) (2s2, 2p3).
- tieniaca konštanta, σ = (0.35 × 4) + (0.85 × 2) = 3.10
- Efektívny jadrový náboj, Z* = Z – σ = 7 – 3.10 = 3.90
(b) Vypočítajte efektívny jadrový náboj a tieniacu konštantu pozorovanú v elektróne 3p v kremíku.
- Elektronická konfigurácia – (1s2) (2s2, 2p6)(3s2, 3p2).
- σ = (0.35 × 3) + (0.85 × 8) + (1 × 2) = 9.85
- Z* = Z – σ = 14 – 9.85 = 4.15
(c) Vypočítajte efektívny jadrový náboj v zinku pre elektrón 4s & pre 3d elektrón.
- Elektronická konfigurácia – (1s2) (2s2, 2p6)(3s2, 3p6)(3d10)(4s2).
- Pre elektrón 4s,
- σ = (0.35 × 1) + (0.85 × 18) + (1 × 10) = 25.65
- Z* = Z – σ = 30 – 25.65 = 4.35
- Pre 3d elektrón,
- σ = (0.35 × 9) + (1 × 18) = 21.15
- Z* = Z – σ = 30 – 21.15 = 8.85
(d) Vypočítajte efektívny jadrový náboj jedného z 6s elektrónov vo volfráme. (Pri. Nie. =74)
- Elektronická konfigurácia – (1s2) (2s2, 2p6)(3s2, 3p6)(4s2, 4p6) (3d10) (4f14) (5s2, 5p6)(5d4), (6s2)
- σ = (0.35 × 1) + (0.85 × 12) + (1 × 60) = 70.55
- Z* = Z – σ = 74 – 70.55 =3.45
Odkazy