Efektywny ładunek jądrowy potasu w tym, co składa się (z przykładami)



The efektywne jądrowe obciążenie potasem to +1. Efektywny ładunek jądrowy to całkowity ładunek dodatni, który elektron należy do atomu z więcej niż jednym elektronem. Wyrażenie „skuteczny” opisuje efekt ekranowania wywierany przez elektrony w pobliżu jądra, od jego ładunku ujemnego, w celu ochrony elektronów przed orbitałami wyższymi.

Ta właściwość ma bezpośredni związek z innymi cechami elementów, takimi jak ich wymiary atomowe lub ich skłonność do tworzenia jonów. W ten sposób pojęcie efektywnego ładunku jądrowego zapewnia lepsze zrozumienie konsekwencji ochrony występującej w okresowych właściwościach elementów.

Ponadto, w atomach, które mają więcej niż jeden elektron - to znaczy w atomach polielektronicznych - istnienie ekranowania elektronów powoduje zmniejszenie sił przyciągania elektrostatycznego między protonami (cząstkami dodatnio naładowanymi) jądra atomu i elektrony na zewnętrznych poziomach.

W przeciwieństwie do tego, siła, z jaką elektrony odpychają atomy uważane za polielektronię, przeciwdziała efektom sił przyciągających wywieranych przez jądro na te cząstki o przeciwnym ładunku.

Indeks

  • 1 Jakie jest efektywne obciążenie jądrowe??
  • 2 Efektywny ładunek potasu jądrowego
  • 3 Objaśnione przykłady skutecznego ładowania potasu jądrowego
    • 3.1 Pierwszy przykład
    • 3.2 Drugi przykład
    • 3.3 Wnioski
  • 4 odniesienia

Jakie jest skuteczne obciążenie jądrowe??

Kiedy jest to atom, który ma tylko jeden elektron (typ wodoru), ten pojedynczy elektron postrzega dodatni ładunek netto jądra. Z drugiej strony, gdy atom ma więcej niż jeden elektron, doświadczane jest przyciąganie wszystkich zewnętrznych elektronów w kierunku jądra, a jednocześnie odpychanie między tymi elektronami.

Ogólnie rzecz biorąc, mówi się, że im większy efektywny ładunek jądrowy pierwiastka, tym większe siły przyciągania między elektronami a jądrem..

W ten sam sposób, im większy jest ten efekt, tym niższa jest energia należąca do orbitalu, w którym znajdują się te zewnętrzne elektrony.

Dla większości elementów grupy głównej (zwanych również elementami reprezentatywnymi) ta właściwość wzrasta od lewej do prawej, ale maleje od góry do dołu w układzie okresowym.

Obliczyć wartość efektywnego ładunku jądrowego elektronu (Zef lub Z *) używa się następującego równania zaproponowanego przez Slatera: 

Z * = Z - S

Z * odnosi się do efektywnego obciążenia jądrowego.

Z jest liczbą protonów obecnych w jądrze atomu (lub liczbie atomowej).

S jest średnią liczbą elektronów, które znajdują się między jądrem a elektronem, który jest badany (liczba elektronów nie walencyjnych).

Efektywny ładunek potasu jądrowego

Powyższe sugeruje, że mając 19 protonów w jądrze, ładunek nuklearny wynosi +19. Mówiąc o atomie neutralnym, oznacza to, że ma taką samą liczbę protonów i elektronów (19).

W tej kolejności idei mamy, że efektywny ładunek nuklearny potasu jest obliczany za pomocą operacji arytmetycznej, odejmując liczbę wewnętrznych elektronów od ładunku jądrowego, jak przedstawiono poniżej:

(+19 - 2 - 8 - 8 = +1)

Innymi słowy, elektron walencyjny jest chroniony przez 2 elektrony z pierwszego poziomu (najbliżej jądra), 8 elektronów z drugiego poziomu i 8 elektronów z trzeciego i przedostatniego poziomu; to znaczy te 18 elektronów wywiera efekt osłonowy, który chroni ostatni elektron przed siłami wywieranymi na niego przez jądro.

Jak można zauważyć, wartość efektywnego ładunku jądrowego elementu może być ustalona przez jego liczbę utleniania. Należy zauważyć, że dla konkretnego elektronu (na dowolnym poziomie energii) obliczenie efektywnego obciążenia jądrowego jest różne.

Wyjaśnione przykłady skutecznego ładowania potasu jądrowego

Poniżej znajdują się dwa przykłady obliczania efektywnego ładunku jądrowego postrzeganego przez elektron walencyjny określony w atomie potasu.

- Po pierwsze, jego konfiguracja elektroniczna jest wyrażona w następującej kolejności: (1s) (2s, 2str) (3s, 3str) (3d) (4s, 4str) (4d) (4f) (5s, 5str) i tak dalej.

- Brak elektronu po prawej stronie grupy (ns, nstr) przyczynia się do obliczeń.

- Każdy elektron w grupie (ns, nstr) wnosi 0,35. Każdy elektron poziomu (n-1) przyczynia się do 0,85.

- Każdy poziom elektronu (n-2) lub niższy stanowi 1,00.

- Gdy chroniony elektron znajduje się w grupie (nd) lub (nf), każdy elektron grupy po lewej stronie grupy (nd) lub (nf) wnosi 1,00.

W ten sposób rozpoczyna się obliczenie:

Pierwszy przykład

W przypadku, gdy jedyny elektron zewnętrznej warstwy atomu znajduje się w orbicie 4s, Możesz określić efektywny ładunek nuklearny w następujący sposób:

(1s2) (2s22str5) (3s23str6) (3d6) (4s1)

Następnie obliczana jest średnia elektronów nienależących do najbardziej zewnętrznego poziomu:

S = (8 x (0,85)) + (10 x 1,00)) = 16,80

Mając wartość S, przystępujemy do obliczania Z *:

Z * = 19,00 - 16,80 = 2,20

Drugi przykład

W tym drugim przypadku jedyny elektron walencyjny znajduje się w orbicie 4s. Możesz określić efektywny ładunek jądrowy w ten sam sposób:

(1s2) (2s22str6) (3s23str6) (3d1)

Ponownie oblicza się średnią elektronów nie walencyjnych:

S = (18 x (1,00)) = 18,00

Wreszcie, z wartością S, możemy obliczyć Z *:

Z * = 19,00 - 18,00 = 1,00

Wniosek

Porównując poprzednie wyniki, można zaobserwować, że elektron obecny w orbicie 4s jest przyciągany do jądra atomu przez siły większe niż te, które przyciągają elektron znajdujący się w orbicie 3d.  Dlatego elektron w orbicie 4s Ma niższą energię niż orbital 3d.

Stwierdzono zatem, że elektron może znajdować się w orbicie 4s w stanie podstawowym, podczas gdy w orbicie 3d jest w stanie podekscytowanym.

Referencje

  1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Źródło z en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Chemia Dziewiąta edycja (McGraw-Hill).
  3. Sanderson, R. (2012). Energia wiązań chemicznych i obligacji. Pobrane z books.google.co.ve
  4. Facer G. (2015). Student chemii poziomu Edexcela George'a Facera - książka 1. Źródło z books.google.com
  5. Raghavan, P. S. (1998). Koncepcje i problemy w chemii nieorganicznej. Pobrane z books.google.co.ve