Termeni

• nucleară eficientă chargeThat experimentat de către un electron într-un multi-electron-atom, de obicei, mai puțin de electroni, care sunt protejate de bază electroni.,
• nucleupartea centrală încărcată pozitiv a unui atom, formată din protoni și neutroni.
• electronii de bazăcele care nu fac parte din carcasa de valență și, ca atare, nu sunt implicate în lipire.
• teoria repulsiei perechii de electroni de valență un set de reguli utilizate pentru a prezice forma moleculelor individuale.
• cationaun ion încărcat pozitiv, spre deosebire de un anion.
• coajă de valențăcochilia cea mai exterioară a electronilor dintr-un atom; acești electroni participă la legarea cu alți atomi.
• anionA ion încărcat negativ, spre deosebire de un cation.,

efectul de ecranare

electronii dintr-un atom se pot proteja reciproc de tragerea nucleului. Acest efect, numit efectul de ecranare, descrie scăderea atracției dintre un electron și nucleu în orice atom cu mai mult de un înveliș de electroni. Cu cât există mai multe cochilii de electroni, cu atât este mai mare efectul de ecranare experimentat de electronii cei mai exteriori.

în atomii asemănători hidrogenului, care au doar un electron, forța netă asupra electronului este la fel de mare ca atracția electrică din nucleu., Cu toate acestea, atunci când sunt implicați mai mulți electroni, fiecare electron (în carcasa n) simte nu numai atracția electromagnetică din nucleul pozitiv, ci și forțele de repulsie de la alți electroni din cochilii de la 1 la n-1. Acest lucru face ca forța electrostatică netă asupra electronilor din învelișurile exterioare să fie semnificativ mai mică în mărime. Prin urmare, acești electroni nu sunt la fel de puternic legați ca electronii mai aproape de nucleu.

efectul de ecranare explică de ce electronii de coajă de valență sunt mai ușor îndepărtați din atom., Nucleul poate trage învelișul de valență mai strâns atunci când atracția este puternică și mai puțin strânsă atunci când atracția este slăbită. Cu cât apare mai multă ecranare, cu atât mai mult se poate răspândi carcasa de valență. Ca rezultat, atomii vor fi mai mari.

exemplu:

De ce este cesiul mai mare decât sodiul elementar?

soluție:

elementul de sodiu are configurația electronică 1s22s22p63s1. Nivelul energiei exterioare este n = 3 și există un electron de valență. Atracția dintre acest electron de valență singuratic și nucleul cu 11 protoni este protejată de ceilalți 10 electroni de bază.,

configurația de electroni pentru cesiu este 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s1. În timp ce există mai mulți protoni într-un atom de cesiu, există și mai mulți electroni care protejează electronul exterior de nucleu. Prin urmare, electronul cel mai exterior, 6s1, este ținut foarte slab. Datorită ecranării, nucleul are mai puțin control asupra acestui electron 6S1 decât are asupra unui electron 3S1.

Încărcare nucleară efectivă

magnitudinea efectului de ecranare este dificil de calculat cu precizie. Ca o aproximare, putem estima sarcina nucleară efectivă pe fiecare electron.,

efectivă încărcătură nucleară (simbolizat de multe ori ca Zeff sau Z*) este o sarcină netă pozitivă experimentat de către un electron într-un multi-electron-atom. Termenul „eficient” este folosit deoarece efectul de ecranare al electronilor încărcați negativ împiedică electronii orbitali mai mari să experimenteze sarcina nucleară completă.,

efectivă încărcătură nucleară pe un electron este dat de următoarea ecuație:

Zeff = Z – S

în cazul în care Z este numărul de protoni din nucleu (număr atomic), iar S este numărul de electroni între nucleu și electroni în cauză (numărul de nonvalence electroni).

exemplu:

luați în considerare un atom de neon neutru (Ne), un cation de sodiu (Na+) și un anion de fluor (F–). Care este sarcina nucleară eficientă pentru fiecare?

soluție:

începeți prin a afla numărul de electroni de nonvalență, care pot fi determinați din configurația electronilor.,

Ne are 10 electroni. Configurația electronului este 1s22s2 2p6. Carcasa de valență este carcasa 2 și conține 8 electroni de valență. Astfel, numărul de electroni de nonvalență este de 2 (10 electroni totali – 8 valențe). Numărul atomic pentru neon este de 10, astfel:

Zeff(Ne) = 10 – 2 = 8+

Flourine are 9 electroni dar F– a câștigat un electron și, astfel, are 10. Configurația electronilor este aceeași ca și pentru neon, iar numărul de electroni de nonvalență este 2., Numărul atomic pentru F-este 9, prin urmare:

Zeff (F–) = 9 – 2 = 7+

sodiul are 11 electroni, dar ionul Na+ a pierdut un electron și astfel are 10. Încă o dată, configurația electronilor este aceeași ca în exemplele anterioare, iar numărul de electroni de nonvalență este 2 (prin pierderea unui electron, învelișul de valență devine N=2 coajă). Numărul atomic pentru Na+ este de 11, prin urmare:

Zeff(Na+) = 11 – 2 = 9+

În fiecare din exemplele de mai sus (Ne, F–, Na+) un atom are 10 electroni dar eficient nucleare taxa variază pentru că fiecare are un alt număr atomic., Cationul de sodiu are cea mai mare încărcătură nucleară eficientă, ceea ce duce la menținerea electronilor cel mai strâns și, prin urmare, Na+ are cea mai mică rază atomică.