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Effektive Kernladung bezieht sich auf die Ladung, die von den äußersten (Valenz-) Elektronen eines Mehrelektronenatoms nach Berücksichtigung der Anzahl der Abschirmelektronen, die den Kern umgeben, gefühlt wird. Die Formel zur Berechnung der effektiven Kernladung für ein einzelnes Elektron lautet "Zeff = Z - S ", wobei Zeff ist die effektive Kernladung, Z ist die Anzahl der Protonen im Kern und S ist die durchschnittliche Elektronendichte zwischen dem Kern und dem Elektron, nach dem Sie suchen.
Sie können diese Formel beispielsweise verwenden, um die effektive Kernladung für ein Elektron in Lithium zu ermitteln, insbesondere das "2s" -Elektron.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die Berechnung für die effektive Kernladung lautet Zeff = Z - S. Zeff ist die effektive Ladung, Z ist die Ordnungszahl und S ist der Ladungswert nach Slaters Rules.
Bestimmen Sie den Wert von Z. Z ist die Anzahl der Protonen im Atomkern, die die positive Ladung des Kerns bestimmt. Die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms wird auch als Ordnungszahl bezeichnet, die sich im Periodensystem der Elemente befindet.
Im Beispiel ist der Wert von Z für Lithium 3.
Ermitteln Sie den Wert von S mithilfe der Slaters-Regeln, die numerische Werte für das effektive Konzept der nuklearen Aufladung liefern. Dies kann erreicht werden, indem die Elektronenkonfiguration des Elements in der folgenden Reihenfolge und Gruppierung ausgeschrieben wird: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f) usw. Die Zahlen in dieser Konfiguration entsprechen der Schalenhöhe der Elektronen im Atom (wie weit die Elektronen vom Kern entfernt sind) und die Buchstaben entsprechen der angegebenen Form einer Elektronenbahn. Vereinfacht ausgedrückt ist "s" eine sphärische Orbitalform, "p" ähnelt einer 8 mit zwei Lappen, "d" ähnelt einer 8 mit einem Ring um die Mitte und "f" ähnelt zwei 8s, die einander halbieren .
Im Beispiel hat Lithium drei Elektronen und die Elektronenkonfiguration sieht folgendermaßen aus: (1s) 2, (2s) 1, dh auf der ersten Schalenebene befinden sich zwei Elektronen, beide mit sphärischen Orbitalformen, und ein Elektron (der Fokus von dieses Beispiel) auf der zweiten Schalenebene, ebenfalls kugelförmig.
Ordnen Sie den Elektronen einen Wert zu, der ihrer Schalenhöhe und ihrer Umlaufbahn entspricht. Elektronen in einer "s" - oder "p" -Umlaufbahn in derselben Schale wie das Elektron, für das Sie die Lösung durchführen, tragen 0,35, Elektronen in einer "s" - oder "p" -Umlaufbahn in der Schale einen Energiepegel niedriger bei 0,85 und Elektronen in einer "s" - oder "p" -Orbital in Schalen, zwei Energieniveaus und niedriger tragen bei 1. Elektronen in einem "d" - oder "f" -Orbital in derselben Schale wie das Elektron, für das Sie 0,35 berechnen, und Elektronen in einem "d" oder "f" Orbital in allen niedrigeren Energieniveaus tragen bei 1. Elektronen in Schalen, die höher sind als das Elektron, für das Sie sich entscheiden, tragen nicht zur Abschirmung bei.
In diesem Beispiel befinden sich zwei Elektronen in der Schale, die ein Energieniveau niedriger sind als die Schale des Elektrons, für das Sie die Lösung finden, und beide haben "s" -Orbitale. Nach den Slaters-Regeln tragen diese beiden Elektronen jeweils 0,85 bei. Geben Sie nicht den Wert für das Elektron an, nach dem Sie suchen.
Berechnen Sie den Wert von S, indem Sie die Zahlen, die Sie jedem Elektron zugewiesen haben, mithilfe der Slater-Regeln addieren.
In unserem Beispiel ist S gleich 0,85 + 0,85 oder 1,7 (die Summe der Werte der beiden Elektronen wurde gezählt).
Subtrahiere S von Z, um die effektive Kernladung zu finden, Zeff.
In dem Beispiel, in dem ein Lithiumatom verwendet wird, ist Z gleich 3 (die Ordnungszahl von Lithium) und S ist gleich 1,7. Durch Ändern der Variablen in der Formel auf die richtigen Werte für das Beispiel wird es zu Zeff = 3 - 1,7. Der Wert von Zeff (und damit die effektive Kernladung des 2s-Elektrons in einem Lithiumatom) beträgt 1,3.