Részvény:
Hatékony nukleáris terhelési koncepció, hogyan számítható és példák
az hatékony nukleáris terhelés (Zef) a mag által az elektronok bármelyikére gyakorolt vonzereje, miután a szűrés és a behatolás hatásait csökkentették. Ha nincs ilyen hatás, az elektronok érezhetnék a tényleges nukleáris töltés Z vonzerejét.
Az alsó képben a Bohr atomi modellje van egy fiktív atom számára. Nukleáris magja Z = + n, ami vonzza a körülötte keringő elektronokat (a kék köröket). Látható, hogy két elektron egy pályán van, amely közelebb van a maghoz, míg a harmadik elektron nagyobb távolságra van ebből.
A harmadik elektron-pálya érzi a másik két elektron elektrosztatikus elnyomását, így a mag kevesebb erővel vonzza azt; azaz a mag-elektron kölcsönhatás csökken az első két elektron árnyékolása következtében.
Ezután az első két elektron érzi a töltés vonzó erejét + n, de a harmadik tapasztalatok hatékony + (n-2) nukleáris töltést jelentenek..
Azonban a Zef csak akkor érvényes, ha a távolságok (sugár) az összes elektron magjához mindig állandóak és meghatározták őket, a negatív töltések (-1) meghatározásával..
index
- 1 Koncepció
- 1.1 behatolás és szűrőhatások
- 2 Hogyan kell kiszámítani?
- 2.1 Slater szabálya
- 3 Példák
- 3.1 Határozzuk meg a zefet a berilliumban lévő 2s2 orbitális elektronok esetében
- 3.2 Határozzuk meg a Zef-t az elektronok számára a foszfor 3 orbitában
- 4 Referenciák
koncepció
A protonok meghatározzák a kémiai elemek magjait, és az elektronokat azonosságukon belül a jellemzők egy sorában (a periodikus táblázat csoportjai) határozzák meg..
A protonok növelik a Z nukleáris töltést n + 1 sebességgel, amelyet egy új elektron hozzáadásával kompenzálnak az atom stabilizálására..
Ahogy a protonok száma növekszik, a magot egy dinamikus elektron-felhő fedi le, amelyben a keringő régiókat a hullámfüggvények radiális és szögletes részeinek valószínűségi eloszlása határozza meg. a pályák).
Ebből a megközelítésből az elektronok nem keringenek a nukleáris tér körül meghatározott térségben, de mintha egy gyorsan forgó ventilátor pengéi lennének, az s, p, d és f ismert orbiták alakjába fakadnak..
Ezért az elektron negatív töltését -1 az orbitákba behatoló régiók osztják el; minél nagyobb az áthatoló hatás, annál nagyobb a hatékony nukleáris töltés, amelyet az elektron az orbitálisban tapasztal.
A behatolás és a szűrés hatásai
Az előző magyarázat szerint a belső rétegek elektronjai nem járulnak hozzá -1-nek a külső rétegekből származó elektronok stabilizáló repulziójához..
Azonban ez a kernel (a korábban elektronokkal töltött rétegek) "fal "ként szolgál, amely megakadályozza, hogy a mag vonzó vonzereje elérje a külső elektronokat.
Ezt úgy nevezik, mint egy képernyős hatást vagy szűrőhatást. Továbbá, a külső rétegekben nem minden elektron ugyanolyan nagyságú hatású; például, ha egy nagy kereszteződésű orbitát foglalnak el (vagyis nagyon közel áll a maghoz és más orbitákhoz), akkor nagyobb zefet fog érezni..
Ennek eredményeképpen ezeken a Zef-eken alapuló energiastabilitás rendje az orbitáknál: s Ez azt jelenti, hogy a 2p orbitál nagyobb energiával rendelkezik (a mag töltése kevésbé stabilizálódott), mint a 2s orbitális. Minél rosszabb az orbitális behatolás hatása, annál kisebb a képernyő külső hatása a külső elektronokra. A d és f orbiták sok lyukat (csomópontot) mutatnak, ahol a mag vonz más elektronokat. Feltételezve, hogy a negatív töltések megtalálhatók, az összes elektronra vonatkozó Zef kiszámításának képlete: Zef = Z - σ A képletben σ a kernel elektronok által meghatározott árnyékolási állandó. Ez azért van, mert elméletileg a legkülső elektronok nem járulnak hozzá a belső elektronok árnyékolásához. Más szóval, 1s2 Megvédi az elektronokat 21, de 2s1 nem védi az 1–1-es elektronokat2. Ha Z = 40, figyelmen kívül hagyva az említett hatásokat, akkor az utolsó elektron egy Zef-t fog tapasztalni 1 (40-39) -vel.. Slater szabálya az atomokban lévő elektronok Zef értékeinek jó közelítése. Az alkalmazáshoz az alábbi lépéseket kell követni: 1- Az atom (vagy ion) elektronikus konfigurációját a következőképpen kell írni: (1s) (2s 2p) (3s 3p) (3d) (4s 4p) (4d) (4f) ... 2- A vizsgáltatól jobbra lévő elektronok nem járulnak hozzá az árnyékoló hatáshoz. 3- Az ugyanazon csoportba tartozó (zárójelekkel jelölt) elektronok 0,35 az elektron töltését teszik ki, kivéve, ha ez az 1-es csoport, a helyén 0,30. 4- Ha az elektron elfoglalja a s vagy p orbitális értéket, akkor az összes n-1 orbitális 0,85-ös, az összes n-2 orbitális egység pedig egy egység.. 5- Ha az elektron egy orbitális d vagy f-t foglal el, akkor a bal oldali összes résztvevő egy egységgel jár. A Slater reprezentációs módját követve a Be (Z = 4) elektronikus konfigurációja: (1s2) (2s22p0) Ahogy az orbitálisban is két elektron van, ezek közül az egyik hozzájárul a másik árnyékolásához, és az 1s orbitális értéke a 2s orbitális n-1. Ezután az algebrai összeg kifejlesztése a következő: (0,35) (1) + (0,85) (2) = 2,05 A 0,35 a 2s elektronból, a 0,85 pedig a két elektronból származott az 1-esekből. Most alkalmazzuk a Zef képletét: Zef = 4 - 2,05 = 1,95 Mit jelent ez? Ez azt jelenti, hogy a 2s orbitális elektronok2 +1.95-ös töltést tapasztalnak, amely vonzza őket a maghoz, ahelyett, hogy a ténylegesen felszámított +4. Ismét folytassa az előző példában leírtak szerint: (1s2) (2s22p6) (3s23p3) Most az algebrai összeget az σ meghatározására fejlesztették ki: (, 35) (4) + (0,85) (8) + (1) (2) = 10,2 Tehát a Zef az σ és Z közötti különbség: Zef = 15-10,2 = 4,8 Összefoglalva, a legújabb 3p elektronok3 A töltés háromszor kevésbé erős, mint az igazi. Azt is meg kell jegyezni, hogy e szabály szerint 3s elektronok2 megtapasztalhatja ugyanazt a Zef-eredményt, amely kétségeket okozhat. Vannak azonban olyan módosítások a Slater szabályban, amelyek segítenek közelíteni a valós értékek számított értékeit.Hogyan kell kiszámítani?
Slater szabálya
Példák
Határozza meg a Zef-t a 2s orbitális elektronok esetében2 berilliumban
Határozzuk meg a 3p orbitális elektronok zefét3 foszfor
referenciák