Términos

• carga nuclear efectiva que experimenta un electrón en un átomo multielectrón, típicamente menos para electrones que están protegidos por electrones centrales.,
• nucleus la parte central cargada positivamente de un átomo, formada por protones y neutrones.
• Core electronsThose que no son parte de la cáscara de Valencia y como tal, no están involucrados en la Unión.
• Teoría de la repulsión del par de electrones de la cáscara de Valencia un conjunto de reglas utilizadas para predecir la forma de moléculas individuales.
• catiónun ion cargado positivamente, a diferencia de un anión.
• cáscara de Valencia la capa más externa de electrones en un átomo; estos electrones participan en la unión con otros átomos.
• ion anionA cargado negativamente, a diferencia de un catión.,

El Efecto de Blindaje

los Electrones en un átomo no pueden evitar la atracción del núcleo. Este efecto, llamado efecto de blindaje, describe la disminución de la atracción entre un electrón y el núcleo en cualquier átomo con más de una capa de electrones. Cuantas más capas de electrones haya, mayor será el efecto de blindaje experimentado por los electrones más externos.

en átomos similares al hidrógeno, que tienen solo un electrón, la fuerza neta sobre el electrón es tan grande como la atracción eléctrica del núcleo., Sin embargo, cuando más electrones están involucrados, cada electrón (en la capa n) siente no solo la atracción electromagnética del núcleo positivo, sino también las fuerzas de repulsión de otros electrones en capas de 1 A n-1. Esto hace que la fuerza electrostática neta sobre los electrones en las capas exteriores sea significativamente menor en magnitud. Por lo tanto, estos electrones no están tan fuertemente unidos como los electrones más cercanos al núcleo.

el efecto de blindaje explica por qué los electrones de la capa de Valencia se eliminan más fácilmente del átomo., El núcleo puede tirar de la cáscara de Valencia más apretado cuando la atracción es fuerte y menos apretado cuando la atracción se debilita. Cuanto más blindaje se produzca, más se puede extender la capa de Valencia. Como resultado, los átomos serán más grandes.

ejemplo:

¿Por qué el cesio es más grande que el sodio elemental?

Solución:

El elemento sodio tiene la configuración electrónica 1s22s22p63s1. El nivel de energía exterior es n = 3 y hay un electrón de Valencia. La atracción entre este electrón de Valencia solitario y el núcleo con 11 protones está protegida por los otros 10 electrones del núcleo.,

la configuración electrónica para cesio es 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s1. Si bien hay más protones en un átomo de cesio, también hay muchos más electrones que protegen al electrón exterior del núcleo. El electrón más externo, 6s1, por lo tanto, se mantiene muy libremente. Debido al blindaje, el núcleo tiene menos control sobre este electrón 6s1 que sobre un electrón 3s1.

Carga Nuclear Efectiva

La magnitud del efecto de blindaje es difícil de calcular con precisión. Como aproximación, podemos estimar la carga nuclear efectiva en cada electrón.,

la carga nuclear efectiva (a menudo simbolizada como Zeff o Z*) es la carga positiva neta experimentada por un electrón en un átomo multielectrón. El término «efectivo» se usa porque el efecto de blindaje de los electrones cargados negativamente impide que los electrones orbitales superiores experimenten la carga nuclear completa.,

La carga nuclear efectiva en un electrón está dada por la siguiente ecuación:

Zeff = Z – S

donde Z es el número de protones en el núcleo (número atómico), y S es el número de electrones entre el núcleo y el electrón en cuestión (el número de nonvalence electrones).

ejemplo:

considere un átomo de neón neutro (Ne), un catión de sodio (Na+) y un anión de flúor (F–). ¿Cuál es la carga nuclear efectiva para cada uno?

solución:

comience calculando el número de electrones no valentes, que se puede determinar a partir de la configuración electrónica.,

Ne tiene 10 electrones. La configuración electrónica es 1s22s2 2p6. La capa de Valencia es la capa 2 y contiene 8 electrones de Valencia. Por lo tanto, el número de electrones no valentes es 2 (10 electrones totales – 8 Valencia). El número atómico para neon es 10, por lo tanto:

Zeff(Ne) = 10 – 2 = 8+

Flourine tiene 9 electrones pero F– ha ganado un electrón y por lo tanto tiene 10. La configuración electrónica es la misma que para el neón y el número de electrones no valentes es 2., El número atómico para F– es 9, por lo tanto:

Zeff (F–) = 9 – 2 = 7+

El sodio tiene 11 electrones pero el ion Na+ ha perdido un electrón y por lo tanto tiene 10. Una vez más, la configuración electrónica es la misma que en los ejemplos anteriores y el número de electrones no valentes es 2 (al perder un electrón, la capa de Valencia se convierte en la capa n=2). El número atómico para Na+ es 11, por lo tanto:

Zeff(Na+) = 11 – 2 = 9+

en cada uno de los ejemplos anteriores (Ne, F -, Na+) un átomo tiene 10 electrones pero la carga nuclear efectiva varía porque cada uno tiene un número atómico diferente., El catión de sodio tiene la carga nuclear efectiva más grande, lo que resulta en que los electrones se mantengan más apretados, y por lo tanto el Na+ tiene el radio atómico más pequeño.