Zawartość

• Kroki
• Porady
• Ostrzeżenia

Jak wiadomo, w wielu atomach na każdy elektron oddziałuje siła przyciągania nieco mniejsza niż rzeczywisty ładunek jądra, co wynika z efektu ekranowania wywieranego przez inne elektrony atomu. Stosując regułę Slatera, możemy obliczyć stałą ekranowania, oznaczoną literą σ, dla każdego elektronu w atomie.

Efektywny ładunek jądra można zdefiniować jako różnicę między rzeczywistym ładunkiem jądra (Z) a efektem ekranowania elektronów obracających się między jądrem a elektronem walencyjnym.

Efektywny ładunek jądra oblicza się ze wzoru Z * = Z - σ gdzie Z = liczba atomowa, σ = stała ekranowania.

Do obliczenia efektywnego ładunku jądrowego (Z *) potrzebna jest wartość stałej ekranowania (σ), którą można uzyskać stosując następujące reguły.

Kroki

1. 1 Zapisz elektroniczną konfigurację elementu, jak pokazano poniżej.
   • (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p) (5d) ...
   • Ułóż elektrony zgodnie z regułą Klechkowskiego.
     • Jakiekolwiek elektrony na prawo od elektronu będącego przedmiotem zainteresowania nie mają wpływu na stałą ekranowania.
     • Stała ekranowania dla każdej grupy jest obliczana jako suma następujących składników:
       • Wszystkie inne elektrony z tej samej grupy z elektronem, który nas interesuje, przesiewają 0,35 jednostki ładunku jądrowego. Wyjątkiem jest grupa 1s, gdzie jeden elektron liczy się tylko jako 0,30.
       • W przypadku grupy należącej do typu [s, p] weź 0,85 jednostki na każdy elektron (n-1) powłoki i 1,00 jednostki na każdy elektron (n-2) i kolejne powłoki.
       • W przypadku grupy należącej do typu [d] lub [f] weź 1,00 jednostki na każdy elektron na lewo od tego orbitalu.
2. 2 Na przykład: (a) Oblicz efektywny ładunek jądrowy dla 2p w atomie azotu.
   • Konfiguracja elektroniczna - (1s) (2s, 2p).
   • Stała ekranowania, σ = (0,35 × 4) + (0,85 × 2) = 3,10
   • Efektywny ładunek jądrowy, Z * = Z - σ = 7 - 3,10 = 3,90
3. 3 (b) Oblicz efektywny ładunek jądrowy i stałą ekranowania dla elektronu 3p w atomie krzemu.
   • Konfiguracja elektroniczna - (1s) (2s, 2p) (3s, 3p).
   • σ = (0,35 × 3) + (0,85 × 8) + (1 × 2) = 9,85
   • Z * = Z - σ = 14 - 9,85 = 4,15
4. 4 (c) Oblicz efektywny ładunek jądrowy dla elektronu 4s i dla elektronu 3d w atomie cynku.
   • Konfiguracja elektroniczna - (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s).
   • Dla elektronu 4s,
   • σ = (0,35 × 1) + (0,85 × 18) + (1 × 10) = 25,65
   • Z * = Z - σ = 30 - 25,65 = 4,35
   • Dla elektronu 3D,
   • σ = (0,35 × 9) + (1 × 18) = 21,15
   • Z * = Z - σ = 30 - 21,15 = 8,85
5. 5 (d) Oblicz efektywny ładunek jądrowy dla jednego z 6s elektronów wolframu (liczba atomowa = 74)
   • Konfiguracja elektroniczna - (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (4s, 4p) (3d) (4f) (5s, 5p) (5d), (6s)
   • σ = (0,35 × 1) + (0,85 × 12) + (1 × 60) = 70,55
   • Z * = Z - σ = 74 - 70,55 = 3,45

Porady

• Przeczytaj więcej o efekcie ekranowania, stałej ekranowania, efektywnym ładunku jądrowym, regule Slatera i innych wielkościach chemicznych.
• Jeśli na orbicie znajduje się tylko jeden elektron, nie ma efektu ekranowania. W przypadku, gdy atom zawiera nieparzystą liczbę elektronów, liczba ta musi zostać zmniejszona o jeden, zanim pomnożysz ją przez odpowiednią liczbę, aby uzyskać rzeczywisty efekt ekranowania.

Ostrzeżenia

• Chociaż wszystkie te zasady mogą wydawać Ci się zniechęcające, napisanie prawidłowej konfiguracji elektronicznej pomoże Ci odnieść sukces.