Termes

• charge nucléaire efficaceque subit un électron dans un atome multi-électron, généralement moins pour les électrons qui sont protégés par des électrons de base.,
• nucléusla partie centrale chargée positivement d’un atome, composée de protons et de neutrons.
• core electronsceux qui ne font pas partie de la coquille de valence et en tant que tels, ne sont pas impliqués dans la liaison.
• théorie de la répulsion des paires d’électrons de la coquille de valence un ensemble de règles utilisées pour prédire la forme de molécules individuelles.
• cationA ion chargé positivement, par opposition à un anion.
• coquille de valence la coquille la plus externe des électrons dans un atome; ces électrons participent à la liaison avec d’autres atomes.
• aniona ion chargé négativement, par opposition à un cation.,

L’effet de blindage

Les électrons d’un atome peuvent se protéger mutuellement de l’attraction du noyau. Cet effet, appelé effet de blindage, décrit la diminution de l’attraction entre un électron et le noyau dans n’importe quel atome avec plus d’une coquille d’électron. Plus il y a de coquilles d’électrons, plus l’effet de blindage ressenti par les électrons les plus extérieurs est important.

dans les atomes de type hydrogène, qui n’ont qu’un électron, la force nette sur l’électron est aussi grande que l’attraction électrique du noyau., Cependant, lorsque plus d’électrons sont impliqués, chaque électron (dans la coquille n) ressent non seulement l’attraction électromagnétique du noyau positif, mais aussi les forces de répulsion d’autres électrons dans les coquilles de 1 À n-1. Cela fait que la force électrostatique nette sur les électrons dans les enveloppes extérieures est significativement plus petite. Par conséquent, ces électrons ne sont pas aussi fortement liés que les électrons plus proches du noyau.

L’effet de blindage explique pourquoi les électrons de la coquille de valence sont plus facilement retirés de l’atome., Le noyau peut tirer la coquille de valence plus serrée lorsque l’attraction est forte et moins serrée lorsque l’attraction est affaiblie. Plus il y a de blindage, plus la coque de valence peut s’étendre. En conséquence, les atomes seront plus gros.

exemple:

pourquoi le césium est-il plus gros que le sodium élémentaire?

la Solution:

L’élément sodium a la configuration électronique 1s22s22p63s1. Le niveau d’énergie externe est n = 3 et il y a un électron de valence. L’attraction entre cet électron de valence solitaire et le noyau avec 11 protons est protégée par les 10 autres électrons du noyau.,

La configuration électronique pour le césium est 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s1. Bien qu’il y ait plus de protons dans un atome de césium, il y a aussi beaucoup plus d’électrons protégeant l’électron externe du noyau. L’électron le plus externe, 6s1, est donc tenu très lâchement. En raison du blindage, le noyau a moins de contrôle sur cet électron 6s1 que sur un électron 3s1.

Charge nucléaire Effective

l’ampleur de l’effet de blindage est difficile à calculer avec précision. En approximation, nous pouvons estimer la charge nucléaire effective sur chaque électron.,

la charge nucléaire effective (souvent symbolisée par Zeff ou Z*) est la charge positive nette subie par un électron dans un atome multi-électron. Le terme « efficace » est utilisé parce que l’effet de blindage des électrons chargés négativement empêche les électrons orbitaux plus élevés de subir la pleine charge nucléaire.,

Le nucléaire efficace charge d’un électron est donnée par l’équation suivante:

Zeff = Z – S

où Z est le nombre de protons dans le noyau (numéro atomique), et S est le nombre d’électrons entre le noyau et l’électron en question (le nombre de nonvalence électrons).

exemple:

considérons un atome de néon neutre (Ne), un cation de sodium (Na+) et un anion fluor (F–). Quelle est la charge nucléaire effective pour chacun?

Solution:

commencez par déterminer le nombre d’électrons de non-valeur, qui peut être déterminé à partir de la configuration électronique.,

Ne a 10 électrons. La configuration électronique est 1s22s2 2p6. La coquille de valence est shell 2 et contient 8 électrons de valence. Ainsi, le nombre d’électrons de non – Valence est de 2 (10 électrons totaux-8 valence). Le numéro atomique du néon est 10, donc:

Zeff(Ne) = 10 – 2 = 8+

La Flourine a 9 électrons mais F– a gagné un électron et en a donc 10. La configuration électronique est la même que pour le néon et le nombre d’électrons de non-valeur est 2., Le numéro atomique de F-est 9, donc:

Zeff(F–) = 9 – 2 = 7+

Le Sodium a 11 électrons mais L’ion Na+ a perdu un électron et en a donc 10. Encore une fois, la configuration électronique est la même que dans les exemples précédents et le nombre d’électrons de non-Valence est de 2 (en perdant un électron, la coquille de valence devient la coquille n=2). Le numéro atomique de Na+ est 11, donc:

Zeff(Na+) = 11 – 2 = 9+

dans chacun des exemples ci– dessus (Ne, F -, Na+), un atome a 10 électrons mais la charge nucléaire effective varie car chacun a un numéro atomique différent., Le cation de sodium a la plus grande charge nucléaire efficace, ce qui a pour conséquence que les électrons sont tenus le plus serré, et donc Na+ a le plus petit rayon atomique.