Ako určiť skríning konštantného a účinného jadrového náboja?
Účinný jadrový náboj môže byť definovaný ako skutočný jadrový náboj (Z) mínus skríningový efekt spôsobený elektrónmi zasahujúcimi medzi jadrovým a valenčným elektrónom.
V mnohých atómoch sa uvádza, že každý elektrón zažije menej ako skutočný jadrový náboj kvôli tieneniu alebo skríningu inými elektrónmi. Slaterove pravidlá pre každý elektrón v atóme poskytujú hodnotu pre skríningovú konštantu označenú σ.
(b) Vypočítajte účinný jadrový náboj a skríningovú konštantu pozorovanú v 3p elektróne v kremíku.
Účinný jadrový náboj môže byť definovaný ako skutočný jadrový náboj (Z) mínus skríningový efekt spôsobený elektrónmi zasahujúcimi medzi jadrovým a valenčným elektrónom.
Efektívny jadrový náboj, Z* = Z - Σ Kde, Z = atómové číslo, σ = tieniaca alebo skríningová konštanta.
Na výpočet účinného jadrového náboja (Z*) potrebujeme hodnotu skríningovej konštanty (σ), ktorú je možné vypočítať pomocou nasledujúcich pravidiel.
- 1Zapíšte si elektronickú konfiguráciu prvku, ako je to znázornené nižšie.
- (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p) (5d)...
- Naplňte elektróny podľa Aufbauovho princípu.
- Akékoľvek elektróny napravo od záujmového elektrónu neprispievajú k konštante tienenia.
- Ochranná konštanta pre každú skupinu je vytvorená ako súčet nasledujúcich príspevkov:
- Každý ďalší elektrón v tej istej skupine ako elektrón, o ktorý ide, chráni v rozsahu 0,35 jadrových nábojových jednotiek okrem skupiny 1 s, v ktorej druhý elektrón prispieva iba 0,30.
- Ak je skupina (n) typu [s, p], množstvo 0,85 z každého elektrónu v (n-1) tenkom obale a množstvo 1,00 pre každý elektrón z (n-2) a nižšieho škrupiny sa pridá do tieniacej konštanty.
- Ak je skupina typu [d] alebo [f], množstvo 1,00 za každý elektrón ležiaci vľavo od tohto orbitálu.
- 2Napríklad: a vypočítajte účinný jadrový náboj v dusíku pre 2p elektrón.
- Elektronická konfigurácia- (1s 2) (2s 2, 2p 3).
- Skríningová konštanta, σ = (0,35 × 4) + (0,85 × 2) = 3,10
- Efektívny jadrový náboj, Z* = Z - σ = 7 - 3,10 = 3,90
- 3(b) Vypočítajte účinný jadrový náboj a skríningovú konštantu pozorovanú v 3p elektróne v kremíku.
- Elektronická konfigurácia- (1s 2) (2s 2, 2p 6) (3s 2, 3p 2).
- σ = (0,35 × 3) + (0,85 × 8) + (1 × 2) = 9,85
- Z* = Z - σ = 14 - 9,85 = 4,15
- 4c Vypočítajte účinný jadrový náboj v zinku pre 4s elektrón a 3d elektrón.
- Elektronická konfigurácia- (1s 2) (2s 2, 2p 6) (3s 2, 3p 6) (3d 10) (4s 2).
- Na 4 s elektrón,
- σ = (0,35 × 1) + (0,85 × 18) + (1 × 10) = 25,65
- Z* = Z - σ = 30 - 25,65 = 4,35
- Pre 3d elektrón,
- σ = (0,35 × 9) + (1 × 18) = 21,15
- Z* = Z - σ = 30 - 21,15 = 8,85
- 5d Vypočítajte účinný jadrový náboj na jednom zo 6 s elektrónov v volfráme. (At. No. = 74)
- Elektronická konfigurácia- (1s 2) (2s 2, 2p 6) (3s 2, 3p 6) (4s 2, 4p 6) (3d 10) (4f 14) (5s 2, 5p 6) (5d 4), (6s 2)
- σ = (0,35 × 1) + (0,85 × 12) + (1 × 60) = 70,55
- Z* = Z - σ = 74 - 70,55 = 3,45
- Prečítajte si o tieniacom efekte, skríningovej konštante, účinnom jadrovom náboji, Slaterovom pravidle atď.
- Ak je na obežnej dráhe iba jeden elektrón, neuskutoční sa žiadny skríningový efekt. Opäť platí, že ak je počet prítomných elektrónov nepárny, odčítajte jeden a získajte skutočné množstvo, ktoré chcete vynásobiť, aby sa dosiahol skríningový efekt.
- Aj keď sa tieto pravidlá môžu zdať mätúce, napísanie správnej elektronickej konfigurácie pomôže zaistiť úspech.
Prečítajte si tiež: Ako neutralizovať kyselinu citrónovú?
Otázky a odpovede
- Aký je účinný jadrový náboj v sodíkovom elektróne?Musíte zadať orbitál k Zeffovi elektrónu v tomto orbitáli. Účinný jadrový náboj je odlišný pre elektróny na rôznych dráhach a na rôznych energetických úrovniach.
- Prečo sa skutočný jadrový náboj prvku líši od teoretického jadrového náboja?Jadrový náboj je náboj prítomný v jadre kvôli protónom. Atóm uhlíka má napríklad jadrový náboj. Iónový náboj je náboj spôsobený ziskom alebo stratou elektrónov vo valenčnom obale. Sodný ión má teda iónový náboj (v dôsledku straty jedného valenčného elektrónu).
- Čo je skríningová konštanta 4s elektrónu draslíka?Atómové číslo = 19. Skríningový efekt 4 s = 0 × 0,35+8 × 0,85+10 × 1 = 0+6,8+10 = 16,8. Pretože 4s elektrón má iba 1 elektrón, tak 0 × 0,35. Potom 3s3p má 8 elektrónov, teda 8 × 0,85. 1s 2s2p má 10 elektrónov, takže 10 × 1. Teraz sú pridané tieto tri.
- Aký je skríningový účinok argónu?Skríningový efekt je 11,25. Ako sa atómové číslo zvyšuje, skríningová konštanta sa zvyšuje a skríningový účinok klesá.
- Je účinný jadrový náboj rovnaký pre všetky elektróny prítomné v atóme?Nie. Vnútorné elektróny majú menej tienenia, zatiaľ čo vonkajšie elektróny viac tienenia, a preto sa účinný jadrový náboj líši od obežnej dráhy k obežnej dráhe. Všetky elektróny na tej istej obežnej dráhe však majú rovnaký účinný jadrový náboj.
- Aká je skríningová konštanta 1 s elektrónu?Skríningová konštanta je definovaná ako rozsah tienenia. V 1 s neexistuje žiadny iný orbitál, ktorý by mohol tieniť, preto pre monoelektronické druhy z*= z. Napríklad H = 1 s (1), Z = 1, z*= 1
- Aký je skríningový účinok Fe v škrupine 4S?Atómové číslo = 26. Vzorec pre S & P-elektróny: Sigma = (n-1)*0,35 + (n ')*0,85 + (n ")*1. (2-1)*0,35 + 14*0,85 + 10*1 = 23,25. Zeff = 26-23,25 = 2,75.
- Ako určím účinný jadrový náboj pre 2p v sodíku?Efektívny jadrový náboj pre akúkoľvek pod škrupinu je celkový kladný náboj jadra mínus celkový negatívny náboj predošlých škrupín. Napríklad účinný jadrový náboj na orbitáli 2p v sodíku by bol 7, pretože celkový jadrový náboj je 11, ale 4 elektróny v orbitáloch 1 s a 2 s na obrazovke 4 vedú k účinnému jadrovému náboju 7.
Nezodpovedané otázky
- Prečo je benzén napriek vysokému stupňu nenasýtenosti veľmi stabilný?
- Ako vypočítate účinný jadrový náboj valenčných elektrónov v atóme horčíka, kde Z = 12?
- Ako vypočítam účinný jadrový náboj?
- Ako vypočítam účinný jadrový náboj 4s elektrónu v draslíku?
- Aký je účinný jadrový náboj 4s elektrónu v draslíku?
