Efektivní jaderný náboj - Effective nuclear charge - Wikipedia

.

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Efektivní jaderný náboj“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Září 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Efektivní diagram jaderného náboje

The efektivní jaderný náboj (často symbolizováno jako ${ displaystyle Z _ { mathrm {eff}}}$ nebo ${ displaystyle Z ^ { ast}}$) je síť kladný náboj zažil elektron v polyelektronice atom. Termín „efektivní“ se používá proto, že stínící efekt z záporně účtováno elektrony brání vyšší orbitální elektrony ze zkušenosti s úplným jaderným nábojem jádro kvůli odpuzujícímu účinku elektrony vnitřní vrstvy. Efektivní jaderný náboj, kterému čelí elektron se také nazývá základní náboj. Je možné určit sílu jaderného náboje pomocí oxidační číslo atomu. Většinu fyzikálních a chemických vlastností prvků lze vysvětlit na základě elektronické konfigurace. Zvažte chování ionizačních energií v periodické tabulce. Je známo, že velikost ionizačního potenciálu závisí na následujících faktorech:

(a) velikost atomu;

b) jaderný náboj;

(c) stínící účinek vnitřních skořepin a;

(d) Rozsah, ve kterém nejvzdálenější elektron proniká do nábojového mraku vytvořeného vnitřním ležícím elektronem.

Výpočty

V atomu s jedním elektronem zažívá tento elektron plný náboj pozitivního jádro. V tomto případě lze efektivní jaderný náboj vypočítat pomocí Coulombův zákon.

V atomu s mnoha elektrony jsou však vnější elektrony současně přitahován na kladné jádro a odpuzované záporně nabitými elektrony. Efektivní jaderný náboj na takovém elektronu je dán následující rovnicí:

${ displaystyle Z _ { mathrm {eff}} = Z-S}$

kde

Z je počet protony v jádře (protonové číslo ), a

S je stínící konstanta.

S lze nalézt systematickým používáním různých sad pravidel, z nichž nejjednodušší je známá jako „Slaterova pravidla " (pojmenoval podle John C. Slater ). Douglas Hartree definoval efektivní Z a Hartree – Fock orbitální být:

${ displaystyle Z _ { mathrm {eff}} = { frac { langle r rangle _ { rm {H}}} { langle r rangle _ {Z}}}}$

kde

${ displaystyle langle r rangle _ { rm {H}}}$ je průměr poloměr orbitálu pro vodík, a

${ displaystyle langle r rangle _ {Z}}$ je střední poloměr oběžné dráhy pro protonovou konfiguraci s jaderným nábojem Z.

Hodnoty

Aktualizované efektivní hodnoty jaderného náboje poskytl Clementi et al. v letech 1963 a 1967.^[1][2] Ve své práci byly optimalizovány screeningové konstanty tak, aby produkovaly efektivní hodnoty jaderného náboje, které souhlasí s výpočty SCF. Přestože jsou výsledné screeningové konstanty užitečné jako prediktivní model, obsahují malý chemický vhled jako kvalitativní model atomové struktury.

Srovnání s jaderným nábojem

Jaderný náboj je elektrický náboj jádra atomu, který se rovná počtu protonů v jádru krát základní náboj. Naproti tomu efektivní jaderný náboj je atraktivní kladný náboj jaderných protonů působících na valenční elektrony, který je vždy menší než celkový počet protonů přítomných v jádru kvůli stínící efekt^[3]

Viz také

• Atomové orbitaly
• Základní náboj
• kontrakce d-bloku (nebo skandální kontrakce)
• Elektronegativita
• Lanthanidová kontrakce
• Stínící efekt
• Orbitály slaterového typu
• valenční elektrony
• Slabý náboj

Reference

Zdroje

• Brown, Theodore; LeMay, HE; & Bursten, Bruce (2002). Chemistry: The Central Science (8. přepracované vydání). Upper Saddle River, New Jersey 07458: Prentice-Hall. ISBN  0-13-061142-5.