- Kāda ir efektīva kodolierīce?
- Efektīva kālija kodola lādiņš
- Izskaidroti kālija efektīvās kodolierīces piemēri
- Pirmais piemērs
- Otrais piemērs
- secinājums
- Atsauces
Efektīvu kodolenerģijas maksa kālija ir 1. Efektīvais kodola lādiņš ir kopējais pozitīvais lādiņš, ko uztver elektrons, kas pieder pie atoma, kurā ir vairāk nekā viens elektrons. Termins "efektīvs" apraksta ekranēšanas efektu, ko elektroni izdara netālu no kodola, no negatīvā lādiņa, lai aizsargātu elektronus no augstākām orbitālēm.
Šī īpašība ir tieši saistīta ar citām elementu īpašībām, piemēram, to atomu izmēriem vai izvietojumu, veidojot jonus. Tādā veidā efektīvas kodolierīces jēdziens ļauj labāk izprast esošās aizsardzības ietekmi uz elementu periodiskajām īpašībām.
Turklāt atomos, kuriem ir vairāk nekā viens elektrons, tas ir, polioelektroniskajos atomos, elektronu ekranēšanas esamība samazina elektrostatiski pievilcīgo spēku samazināšanos, kas pastāv starp atoma kodola protoniem (pozitīvi lādētām daļiņām). un elektroni ārējos līmeņos.
Turpretī spēks, ar kuru elektroni atgrūž viens otru polioelektroniskos atomos, neitralizē kodola radīto pievilcīgo spēku ietekmi uz šīm pretēji lādētajām daļiņām.
Kāda ir efektīva kodolierīce?
Runājot par atomu, kurā ir tikai viens elektrons (ūdeņraža tips), šis vienīgais elektrons uztver kodola pozitīvo pozitīvo lādiņu. Gluži pretēji, ja atomam ir vairāk nekā viens elektrons, tas piedzīvo visu ārējo elektronu pievilcību pret kodolu un vienlaicīgi ar šo elektronu atgrūšanos.
Kopumā tiek teikts, ka jo lielāks ir kāda elementa efektīvais kodola lādiņš, jo lielāki ir pievilcīgie spēki starp elektroniem un kodolu.
Tāpat, jo lielāks ir šis efekts, jo zemāka ir enerģija, kas pieder orbitālei, kur atrodas šie ārējie elektroni.
Lielākajai daļai galveno grupas elementu (ko sauc arī par reprezentatīvajiem elementiem) šī īpašība palielinās no kreisās uz labo pusi, bet periodiskajā tabulā samazinās no augšas uz leju.
Lai aprēķinātu elektronu faktiskā kodola lādiņa vērtību (Z eff vai Z *), tiek izmantots šāds Slatera piedāvātais vienādojums:
Z * = Z - S
Z * attiecas uz efektīvo kodolierīci.
Z ir protonu skaits, kas atrodas atoma kodolā (vai atoma numurs).
S ir vidējais elektronu skaits, kas atrodas starp kodolu un pētāmo elektronu (elektronu skaits, kas nav valences).
Efektīva kālija kodola lādiņš
Tas nozīmē, ka, ja kodolā ir 19 protoni, tā kodola lādiņš ir +19. Tā kā mēs runājam par neitrālu atomu, tas nozīmē, ka tam ir vienāds protonu un elektronu skaits (19).
Šajā ideju secībā faktisko kālija lādiņu aprēķina aritmētiskā operācijā, atņemot iekšējos elektronus no tā kodola lādiņa, kas izteikts šādi:
(+19 - 2 - 8 - 8 = +1)
Citiem vārdiem sakot, valences elektronu aizsargā 2 elektroni no pirmā līmeņa (viens, kas vistuvāk kodolam), 8 elektroni no otrā līmeņa un vēl 8 elektroni no trešā un priekšpēdējā līmeņa; tas ir, šie 18 elektroni rada ekranēšanas efektu, kas aizsargā pēdējo elektronu no spēkiem, ko kodols tam uzliek.
Kā redzams, elementa efektīvās kodolierīces vērtību var noteikt pēc tā oksidācijas skaita. Jāatzīmē, ka konkrētam elektronam (jebkurā enerģijas līmenī) faktiskā kodola lādiņa aprēķins ir atšķirīgs.
Izskaidroti kālija efektīvās kodolierīces piemēri
Šeit ir divi piemēri, kā aprēķināt efektīvo kodolenerģijas lādiņu, ko uztver dotais valences elektrons uz kālija atomu.
- Pirmkārt, tā elektronisko konfigurāciju izsaka šādā secībā: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4 f ) (5 s, 5 p) utt.
- Neviens elektrons pa labi no grupas (ns, np) neveicina aprēķinu.
- Katrs grupas elektrons (ns, np) dod ieguldījumu 0,35. Katrs (n-1) līmeņa elektrons veido 0,85.
- Katrs (n-2) vai zemāka līmeņa elektrons ievada 1,00.
- Kad aizsargātais elektrons atrodas grupā (nd) vai (nf), katrs grupas elektrons pa kreisi no grupas (nd) vai (nf) dod 1,00.
Tādējādi sākas aprēķins:
Pirmais piemērs
Gadījumā, ja vienīgais elektrons atoma tālākajā apvalkā atrodas 4 s orbitālē, tā efektīvo kodola lādiņu var noteikt šādi:
(1 s 2 ) (2 s 2 2 p 5 ) (3 s 2 3 p 6 ) (3 d 6 ) (4 s 1 )
Pēc tam aprēķina vidējo elektronu skaitu, kas nepieder attālākajam līmenim:
S = (8 x (0,85)) + (10 x 1,00)) = 16,80
Ņemot S vērtību, mēs turpinām aprēķināt Z *:
Z * = 19.00 - 16.80 = 2.20
Otrais piemērs
Šajā otrajā gadījumā vienīgais valences elektrons atrodas 4 s orbitālē. Tā efektīvo kodollādiņu var noteikt tādā pašā veidā:
(1 s 2 ) (2 s 2 2 p 6 ) (3 s 2 3 p 6 ) (3 d 1 )
Atkal tiek aprēķināts vidējais nevalences elektronu skaits:
S = (18 x (1,00)) = 18,00
Visbeidzot, izmantojot S vērtību, mēs varam aprēķināt Z *:
Z * = 19.00 - 18.00 = 1.00
secinājums
Salīdzinot iepriekšējos rezultātus, var novērot, ka 4 s orbitālē esošais elektrons pie atoma kodola tiek piesaistīts ar spēkiem, kas ir lielāki nekā tie, kas piesaista elektronu, kurš atrodas 3 d orbitālē. Tāpēc elektronam 4 s orbitālē ir zemāka enerģija nekā 3 d orbitālē.
Tādējādi tiek secināts, ka elektrons var atrasties 4 s orbitālē tā pamata stāvoklī, bet 3 d orbitālajā stāvoklī tas ir ierosinātā stāvoklī.
Atsauces
- Wikipedia. (2018). Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org
- Čans, R. (2007). Ķīmija. Devītais izdevums (McGraw-Hill).
- Sandersons, R. (2012). Ķīmiskās obligācijas un obligācijas Enerģija. Atkopts no books.google.co.ve
- Facer. G. (2015). Džordža Facersa Edexcel A līmeņa ķīmijas students - 1. grāmata. Atgūts no books.google.co.ve
- Raghavan, PS (1998). Neorganiskās ķīmijas jēdzieni un problēmas. Atkopts no books.google.co.ve