ÚČINNÝ JADERNÝ NÁBOJ DRASLÍKU: CO TO JE A PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Účinný jaderný poplatek draslíku je 1. Efektivní jaderný náboj je celkový kladný náboj vnímaný elektronem patřícím k atomu s více než jedním elektronem. Termín „efektivní“ popisuje stínící účinek, který elektrony uplatňují v blízkosti jádra, od jejich záporného náboje, k ochraně elektronů před vyššími orbitaly.

Tato vlastnost přímo souvisí s dalšími charakteristikami prvků, jako jsou jejich atomové rozměry nebo jejich dispozice k formování iontů. Tímto způsobem pojem efektivní jaderný náboj poskytuje lepší pochopení důsledků současné ochrany na periodické vlastnosti prvků.

Navíc v atomech, které mají více než jeden elektron - to je v polyelektronických atomech - existence stínění elektronů vede ke snížení elektrostatických přitažlivých sil existujících mezi protony (kladně nabité částice) jádra atomu. a elektrony na vnějších úrovních.

Naproti tomu síla, kterou se elektrony odpuzují v polyelektronických atomech, působí proti účinkům atraktivních sil, které jádro působí na tyto opačně nabité částice.

Jaký je efektivní jaderný náboj?

Pokud jde o atom, který má pouze jeden elektron (vodíkový typ), tento jediný elektron vnímá čistý kladný náboj jádra. Naopak, když má atom více než jeden elektron, zažívá přitažlivost všech vnějších elektronů směrem k jádru a současně odpuzování mezi těmito elektrony.

Obecně se říká, že čím větší je efektivní jaderný náboj prvku, tím větší přitažlivé síly mezi elektrony a jádrem.

Podobně čím větší je tento efekt, tím nižší energie patří k orbitálu, kde jsou umístěny tyto vnější elektrony.

U většiny prvků hlavní skupiny (nazývaných také reprezentativní prvky) se tato vlastnost zvyšuje zleva doprava, ale v periodické tabulce klesá shora dolů.

Pro výpočet hodnoty efektivního jaderného náboje elektronu (Z _eff nebo Z *) se používá následující rovnice navržená Slaterem:

Z * = Z - S

Z * označuje efektivní jaderný náboj.

Z je počet protonů přítomných v jádru atomu (nebo atomové číslo).

S je průměrný počet elektronů, které jsou mezi jádrem a studovaným elektronem (počet elektronů, které nejsou valencí).

Efektivní jaderný náboj draslíku

To znamená, že když má v jádru 19 protonů, je jeho jaderný náboj +19. Když mluvíme o neutrálním atomu, znamená to, že má stejný počet protonů a elektronů (19).

V tomto pořadí myšlenek je efektivní jaderný náboj draslíku vypočítán aritmetickou operací, odečtením počtu vnitřních elektronů od jeho jaderného náboje, jak je vyjádřeno níže:

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

Jinými slovy, valenční elektron je chráněn 2 elektrony z první úrovně (nejblíže k jádru), 8 elektrony z druhé úrovně a 8 dalšími elektrony ze třetí a předposlední úrovně; to znamená, že těchto 18 elektronů má stínící účinek, který chrání poslední elektron před silami, které na něj působí jádro.

Jak je vidět, hodnota účinného jaderného náboje prvku může být stanovena jeho oxidačním číslem. Je třeba poznamenat, že pro konkrétní elektron (na jakékoli energetické úrovni) je výpočet účinného jaderného náboje odlišný.

Příklady vysvětleného účinného jaderného náboje draslíku

Zde jsou dva příklady pro výpočet účinného jaderného náboje vnímaného daným valenčním elektronem na atomu draslíku.

- Za prvé, jeho elektronová konfigurace je vyjádřena v tomto pořadí: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4f)) (5 s, 5 p) atd.

- Žádný elektron napravo od skupiny (ns, np) nepřispívá k výpočtu.

- Každý elektron ve skupině (ns, np) přispívá 0,35. Každý elektron úrovně (n-1) přispívá 0,85.

- Každý elektron úrovně (n-2) nebo nižší přispívá 1,00.

- Pokud je chráněný elektron ve skupině (nd) nebo (nf), přispívá každý elektron skupiny vlevo od skupiny (nd) nebo (nf) 1,00.

Výpočet tedy začíná:

První příklad

V případě, že jediný elektron v nejvzdálenějším obalu atomu je ve 4 s orbitále, lze jeho efektivní jaderný náboj stanovit takto:

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

Potom se vypočítá průměrný počet elektronů, které nepatří k nejvzdálenější úrovni:

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

Když vezmeme hodnotu S, přistoupíme k výpočtu Z *:

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

Druhý příklad

V tomto druhém případě je jediným valenčním elektronem ve 4 s orbitální. Její účinný jaderný náboj lze určit stejným způsobem:

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

Opět se vypočítá průměrný počet ne valenčních elektronů:

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

Nakonec, s hodnotou S, můžeme vypočítat Z *:

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

závěr

Při porovnání předchozích výsledků lze pozorovat, že elektron přítomný ve 4 s orbitále je přitahován k jádru atomu silami většími, než jsou síly, které přitahují elektron, který je umístěn ve 3 d orbitále. Proto má elektron ve 4 s orbitále nižší energii než v 3 d orbitále.

Z toho se vyvozuje závěr, že elektron může být umístěn ve 4 s orbitále ve svém základním stavu, zatímco ve 3 d orbitále je ve vzrušeném stavu.

Reference

1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Obnoveno z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemie. Deváté vydání (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012). Chemické dluhopisy a energie dluhopisů. Obnoveno z books.google.co.ve
4. Facer. G. (2015). George Facer - student Edexcel A Level Chemistry - Book 1. Recovered from books.google.co.ve
5. Raghavan, PS (1998). Koncepty a problémy v anorganické chemii. Obnoveno z books.google.co.ve