Αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο του καλίου στο τι συνίσταται (με παραδείγματα)

Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο καλίου είναι +1. Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο είναι το συνολικό θετικό φορτίο που ένα ηλεκτρόνιο ανήκει σε ένα άτομο με περισσότερα από ένα ηλεκτρόνια. Η «αποτελεσματική» έκφραση περιγράφει την επίδραση διαλογής εξασκείται ηλεκτρόνια πλησίον του πυρήνα, από αρνητικό φορτίο του, για να προστατεύσει τα τροχιακά ηλεκτρονίων υψηλότερο.

Αυτή η ιδιότητα έχει άμεση σχέση με άλλα χαρακτηριστικά των στοιχείων, όπως οι ατομικές τους διαστάσεις ή η διάθεσή τους να σχηματίζουν ιόντα. Με τον τρόπο αυτό, η έννοια του αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου παρέχει μεγαλύτερη κατανόηση των συνεπειών της προστασίας που υπάρχει στις περιοδικές ιδιότητες των στοιχείων.

Επιπλέον, τα άτομα που έχουν περισσότερες από μία -es ηλεκτρόνιο πούμε, σε άτομα polielectrónicos- την ύπαρξη θωράκισης των ηλεκτρονίων προκαλεί μείωση των δυνάμεων υφιστάμενων ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ πρωτονίων (θετικά φορτισμένα σωματίδια) του ατομικού πυρήνα και τα ηλεκτρόνια στα εξωτερικά επίπεδα.

Σε αντίθεση, η δύναμη με την οποία απωθούν τα ηλεκτρόνια στα άτομα θεωρούνται-ηλεκτρονίου εξουδετερώσουν τις επιδράσεις των ελκτικών δυνάμεων που ασκούνται από τον πυρήνα στις ακόλουθες σωματίδια αντιθέτως φορτισμένων.

Ευρετήριο

• 1 Ποιο είναι το πραγματικό πυρηνικό φορτίο;?
• 2 Αποτελεσματικό φορτίο πυρηνικού καλίου
• 3 Εξηγούμενα παραδείγματα αποτελεσματικής φόρτωσης πυρηνικού καλίου
  • 3.1 Πρώτο παράδειγμα
  • 3.2 Δεύτερο παράδειγμα
  • 3.3 Συμπέρασμα
• 4 Αναφορές

Ποιο είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο;?

Όταν πρόκειται για ένα άτομο που έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο (τύπος υδρογόνου), αυτό το μόνο ηλεκτρόνιο αντιλαμβάνεται το καθαρό θετικό φορτίο του πυρήνα. Αντιστρόφως, όταν ένα άτομο έχει περισσότερα από ένα ηλεκτρόνιο προσέλκυση όλων των εξωτερικών ηλεκτρονίων προς τον πυρήνα είναι έμπειρος και, ταυτόχρονα, απώθηση μεταξύ των ηλεκτρονίων.

Γενικά, λέγεται ότι όσο μεγαλύτερο είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο ενός στοιχείου, τόσο μεγαλύτερες είναι οι ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των ηλεκτρονίων και του πυρήνα..

Με τον ίδιο τρόπο, όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η επίδραση, τόσο χαμηλότερη είναι η ενέργεια που ανήκει στο τροχιακό όπου βρίσκονται αυτά τα εξωτερικά ηλεκτρόνια.

Για τα περισσότερα από τα στοιχεία της κύριας ομάδας (που ονομάζονται επίσης αντιπροσωπευτικά στοιχεία), η ιδιότητα αυτή αυξάνεται από αριστερά προς τα δεξιά, αλλά μειώνεται από πάνω προς τα κάτω στον περιοδικό πίνακα.

Για τον υπολογισμό της τιμής του αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου ενός ηλεκτρονίου (Z_eff ή Ζ *) χρησιμοποιείται η ακόλουθη εξίσωση που προτείνεται από τη Slater: 

Ζ * = Ζ-δ

Το Z * αναφέρεται στο ενεργό πυρηνικό φορτίο.

Z είναι ο αριθμός των πρωτονίων που υπάρχουν στον πυρήνα του ατόμου (ή του ατομικού αριθμού).

S είναι ο μέσος αριθμός ηλεκτρονίων που βρίσκονται μεταξύ του πυρήνα και του ηλεκτρονίου που μελετάται (αριθμός ηλεκτρονίων μη σθένους).

Αποτελεσματικό φορτίο πυρηνικού καλίου

Τα παραπάνω υποδηλώνουν ότι, έχοντας 19 πρωτόνια στον πυρήνα του, το πυρηνικό του φορτίο είναι +19. Καθώς μιλάμε για ένα ουδέτερο άτομο, αυτό σημαίνει ότι έχει τον ίδιο αριθμό των πρωτονίων και ηλεκτρονίων (19).

Σε αυτό το πνεύμα, έχει το δραστικό πυρηνικό φορτίο του καλίου υπολογίζεται από μια αριθμητική πράξη, με την αφαίρεση από την εσωτερική ηλεκτρονίων πυρηνικό φορτίο του, όπως αναφέρεται παρακάτω:

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

Με άλλα λόγια, το ηλεκτρόνιο σθένους προστατεύεται από δύο ηλεκτρόνια από το πρώτο επίπεδο (που βρίσκεται πλησιέστερα προς τον πυρήνα), το δεύτερο επίπεδο 8 ηλεκτρόνια και 8 ηλεκτρόνια πάνω από το τρίτο και προτελευταίο επίπεδο? Δηλαδή, αυτές οι 18 ηλεκτρόνια εξασκούν μία θωράκιση αποτέλεσμα προστατεύοντας το τελευταίο ηλεκτρονίων των δυνάμεων που εξασκούνται από τον πυρήνα για την.

Όπως μπορεί να φανεί, η αξία του δραστικό πυρηνικό φορτίο ενός στοιχείου μπορεί να καθοριστεί με βάση τον αριθμό οξείδωσης. Πρέπει να έχει διαστάσεις για ένα ηλεκτρόνιο ότι οι συγκεκριμένες (σε οποιοδήποτε επίπεδο ενέργειας), υπολογίζει το δραστικό πυρηνικό φορτίο είναι διαφορετική.

Επεξήγησαν παραδείγματα αποτελεσματικής φόρτωσης πυρηνικού καλίου

Παρακάτω υπάρχουν δύο παραδείγματα για τον υπολογισμό του αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου που λαμβάνεται από ένα ηλεκτρόνιο σθένους που προσδιορίζεται σε ένα άτομο καλίου.

- Πρώτον, η ηλεκτρονική του διαμόρφωση εκφράζεται με την ακόλουθη σειρά: (1s) (2s, 2σ) (3s, 3σ) (3δ) (4s, 4σ) (4δ) (4στ) (5s, 5σ) και ούτω καθεξής.

- Κανένα ηλεκτρόνιο στα δεξιά της ομάδας (ns, nσ) συμβάλλει στον υπολογισμό.

- Κάθε ηλεκτρόνιο στην ομάδα (ns, nσ) συνεισφέρει 0,35. Κάθε ηλεκτρόνιο του επιπέδου (n-1) συνεισφέρει 0,85.

- Κάθε στάθμη ηλεκτρονίων (n-2) ή χαμηλότερη συνεισφέρει 1,00.

- Όταν το προστατευμένο ηλεκτρόνιο βρίσκεται σε μια ομάδα (nδ) ή (nστ), κάθε ηλεκτρόνιο μιας ομάδας στα αριστερά της ομάδας (nδ) ή (nστ) συνεισφέρει 1,00.

Έτσι, ο υπολογισμός αρχίζει:

Πρώτο παράδειγμα

Στην περίπτωση που το μόνο ηλεκτρόνιο του εξωτερικού στρώματος του ατόμου είναι στο τροχιακό 4s, Μπορείτε να προσδιορίσετε την αποτελεσματική πυρηνική σας φόρτιση με τον ακόλουθο τρόπο:

(1s²) (2s²2σ⁵) (3s²3σ⁶) (3δ⁶) (4s¹)

Στη συνέχεια υπολογίζεται ο μέσος όρος των ηλεκτρονίων που δεν ανήκουν στο πλέον εξωτερικό επίπεδο:

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

Έχοντας την τιμή του S, προχωρούμε στον υπολογισμό του Z *:

Ζ * = 19,00 - 16,80 = 2,20

Δεύτερο παράδειγμα

Σε αυτή τη δεύτερη περίπτωση το μόνο ηλεκτρόνιο σθένους βρίσκεται στο τροχιακό 4s. Μπορείτε να προσδιορίσετε την αποτελεσματική πυρηνική σας φόρτιση με τον ίδιο τρόπο:

(1s²) (2s²2σ⁶) (3s²3σ⁶) (3δ¹)

Και πάλι, ο μέσος όρος των ηλεκτρονίων μη σθένους υπολογίζεται:

S = (18χ (1,00)) = 18,00

Τέλος, με την τιμή του S, μπορούμε να υπολογίσουμε το Z *:

Ζ * = 19,00 - 18,00 = 1,00

Συμπέρασμα

Κάνοντας μια σύγκριση των προηγούμενων αποτελεσμάτων, μπορεί να παρατηρηθεί ότι το ηλεκτρόνιο που υπάρχει στο τροχιακό 4s προσελκύεται στον πυρήνα του ατόμου από δυνάμεις μεγαλύτερες από εκείνες που προσελκύουν το ηλεκτρόνιο που βρίσκεται στο τροχιακό 3δ.  Επομένως, το ηλεκτρόνιο στο τροχιακό 4s Έχει χαμηλότερη ενέργεια από το τροχιακό 3δ.

Έτσι, συμπεραίνεται ότι ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να βρίσκεται στο τροχιακό 4s στην αρχική του κατάσταση, ενώ στο τροχιακό 3δ βρίσκεται σε κατάσταση ενθουσιασμού.

Αναφορές

1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Χημεία Η ένατη έκδοση (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012). Χημικά Ομόλογα και Ομολογίες Ενέργεια. Ανακτήθηκε από το books.google.co.ve
4. Facer G. (2015). Γιώργος επιστρώματος του Edexcel Level A Χημεία Φοιτητών - Βιβλίο 1. ανανήψει από books.google.co.ve
5. Raghavan, Ρ. S. (1998). Έννοιες και Προβλήματα στην Ανόργανη Χημεία. Ανακτήθηκε από το books.google.co.ve