ÚČINNÝ JADROVÝ NÁBOJ DRASLÍKA: ČO TO JE A PRÍKLADY - CHÉMIA - 2026

Účinný jadrový poplatok draslíka je 1. Efektívny jadrový náboj je celkový pozitívny náboj vnímaný elektrónom patriacim k atómu s viac ako jedným elektrónom. Pojem „účinný“ opisuje tieniaci účinok, ktorý elektróny uplatňujú v blízkosti jadra, od ich záporného náboja, na ochranu elektrónov pred vyššími orbitálmi.

Táto vlastnosť priamo súvisí s inými charakteristikami prvkov, ako sú napríklad ich atómové rozmery alebo ich dispozícia k tvorbe iónov. Týmto spôsobom pojem efektívny jadrový náboj umožňuje lepšie porozumieť dôsledkom súčasnej ochrany na periodické vlastnosti prvkov.

Ďalej, v atómoch, ktoré majú viac ako jeden elektrón - to je v polyelektronických atómoch - existencia tienenia elektrónov spôsobuje zníženie elektrostatických príťažlivých síl, ktoré existujú medzi protónmi (kladne nabité častice) jadra atómu. a elektróny na vonkajších úrovniach.

Naproti tomu sila, s ktorou sa elektróny odpudzujú navzájom v polyelektronických atómoch, pôsobí proti účinkom príťažlivých síl vyvíjaných jadrom na tieto opačne nabité častice.

Aký je účinný jadrový náboj?

Pokiaľ ide o atóm, ktorý má iba jeden elektrón (vodík), tento jediný elektrón vníma čistý kladný náboj jadra. Naopak, ak má atóm viac ako jeden elektrón, zažije príťažlivosť všetkých vonkajších elektrónov smerom k jadru a súčasne odpudzovanie medzi týmito elektrónmi.

Všeobecne sa hovorí, že čím väčší je účinný jadrový náboj prvku, tým väčšie sú atraktívne sily medzi elektrónmi a jadrom.

Podobne, čím väčší je tento efekt, tým nižšia je energia patriaca orbitálu, kde sa nachádzajú tieto vonkajšie elektróny.

Pre väčšinu prvkov hlavnej skupiny (nazývaných tiež reprezentatívne prvky) sa táto vlastnosť zvyšuje zľava doprava, ale klesá zhora nadol v periodickej tabuľke.

Na výpočet skutočného jadrového náboja elektrónu (Z _eff alebo Z *) sa používa táto rovnica navrhnutá Slaterom:

Z * = Z - S

Z * označuje účinný jadrový náboj.

Z je počet protónov prítomných v jadre atómu (alebo atómové číslo).

S je priemerný počet elektrónov, ktoré sú medzi jadrom a študovaným elektrónom (počet elektrónov, ktoré nie sú valenčné).

Účinný jadrový náboj draslíka

To znamená, že jadro má náboj 19, keď má vo svojom jadre 19 protónov. Keď hovoríme o neutrálnom atóme, znamená to, že má rovnaký počet protónov a elektrónov (19).

V tomto poradí myšlienok sa efektívny jadrový náboj draslíka počíta aritmetickou operáciou odpočítaním počtu vnútorných elektrónov od jeho jadrového náboja, ako je vyjadrené nižšie:

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

Inými slovami, valenčný elektrón je chránený 2 elektrónmi z prvej úrovne (jeden najbližšie k jadru), 8 elektrónmi z druhej úrovne a 8 ďalšími elektrónmi z tretej a predposlednej úrovne; to znamená, že týchto 18 elektrónov uplatňuje tieniaci účinok, ktorý chráni posledný elektrón pred silami, ktoré naň pôsobí jadro.

Ako je zrejmé, hodnota skutočného jadrového náboja prvku sa dá stanoviť jeho oxidačným číslom. Je potrebné poznamenať, že pre konkrétny elektrón (na akejkoľvek úrovni energie) je výpočet účinného jadrového náboja odlišný.

Vysvetlené príklady účinného jadrového náboja draslíka

Tu sú dva príklady na výpočet účinného jadrového náboja vnímaného daným valenčným elektrónom na atóme draslíka.

- Po prvé, jeho elektronická konfigurácia je vyjadrená v tomto poradí: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4f) ) (5 s, 5 p) atď.

- Žiadny elektrón napravo od skupiny (ns, np) neprispieva k výpočtu.

- Každý elektrón v skupine (ns, np) prispieva 0,35. Každý elektrón na úrovni (n-1) prispieva 0,85.

- Každý elektrón úrovne n-2 alebo nižšej prispieva 1,00.

- Ak je chránený elektrón v skupine (nd) alebo (nf), každý elektrón v skupine naľavo od skupiny (nd) alebo (nf) prispieva 1,00.

Výpočet sa teda začína:

Prvý príklad

V prípade, že jediný elektrón v najvzdialenejšom obale atómu je v orbitále 4 s, jeho efektívny jadrový náboj sa dá určiť takto:

(1 s ² ) (2 s ² 2 p ⁵ ) (3 s ² 3 p ⁶ ) (3 d ⁶ ) (4 s ¹ )

Potom sa vypočíta priemerný počet elektrónov, ktoré nepatria do najvzdialenejšej úrovne:

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

Ak vezmeme hodnotu S, pristúpime k výpočtu Z *:

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

Druhý príklad

V tomto druhom prípade je jediným valenčným elektrónom 4-sekundový orbitál. Jeho efektívny jadrový náboj sa dá určiť rovnakým spôsobom:

(1 s ² ) (2 s ² 2 p ⁶ ) (3 s ² 3 p ⁶ ) (3 d ¹ )

Znova sa vypočíta priemerný počet ne valenčných elektrónov:

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

Nakoniec, s hodnotou S, môžeme vypočítať Z *:

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

záver

Pri porovnaní predchádzajúcich výsledkov je možné pozorovať, že elektrón prítomný v 4 s orbitále je priťahovaný k jadru atómu silami väčšími ako sily, ktoré priťahujú elektrón, ktorý je umiestnený v 3 d obežnej dráhe. Preto má elektrón v 4 s orbitále nižšiu energiu ako elektróda v 3 d orbitále.

Dospelo sa teda k záveru, že elektrón sa môže nachádzať v 4 s orbitále v jeho základnom stave, zatiaľ čo v 3 d orbitále je v excitovanom stave.

Referencie

1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Obnovené z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chémia. Deviate vydanie (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012). Chemické dlhopisy a energie dlhopisov. Obnovené z books.google.co.ve
4. Krájač. G. (2015). George Facer, študent Edexcel A Level Chemistry - Kniha 1. Získané z books.google.co.ve
5. Raghavan, PS (1998). Koncepty a problémy v anorganickej chémii. Obnovené z books.google.co.ve