Ako určiť tieniacu konštantu a efektívny jadrový náboj

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.

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