Hvad er den effektive atomafgift?

Den effektive nukleare ladning er den attraktive kraft af protonerne i kernen i et atom på et elektron, efter at den frastødende kraft af atomets elektroner er fraktioneret. Den numeriske værdi af denne ladning findes gennem den enkle matematiske formel, Z (effektiv) = ZS, hvor Z er den positive ladning, og S er antallet af elektroner i fuldt besatte orbitaler. I neutrale atomer er den effektive atomladning lig med antallet af elektroner i den yderste orbitale, der kaldes valenselektroner.

I atomer har protoner alle en positiv ladning på en. Et atom skelnes fra andre atomer ved antallet af protoner, det har, selvom antallet af neutroner kan variere mellem forskellige atomer af samme type, og nogle atomer af samme type kan have ioner med flere eller færre elektroner i kredsløb. Den totale positive ladning af et atom er antallet af dets protoner, som også er atomets atomnummer som vist på elementernes periodiske tabel. Det første trin i bestemmelsen af ​​et atoms effektive nuklearladning er at bestemme dets samlede positive ladning, som kan opnås ved at slå op på atomets atomnummer.

Elektroner trækkes mod atomens kerne og findes i orbitaler, der udfyldes på en forudsigelig måde. Den første orbitale kan kun indeholde to elektroner. Efterfølgende orbitaler indeholder hver otte elektroner, når de er fulde. Under normale omstændigheder og med det formål at finde et atoms effektive atomladning vil elektroner besætte det tætteste omløb til den kerne, de kan.

Fuldt besatte orbitaler modvirker den samme mængde positiv ladning, som de indeholder negativ ladning. For eksempel vil et atom med 12 protoner og 12 elektroner, som er et neutralt atom, miste 2 positiv ladning fra den fuldt besatte første orbitale og 8 positive ladning fra den anden. De to andre elektroner i den tredje orbital påvirker ikke atomets effektive atomladning, som i dette tilfælde ville være 12 minus 10 eller 2.

I de fleste tilfælde er den forenklede ligning tilstrækkelig til at opdage et atoms effektive atomladning. Mere komplekse versioner af ligningen tager højde for den lille negative ladning af valenselektroner, der anses for at være ubetydelig til de fleste formål. Ioner vil også have en effektiv atomladning, der afviger lidt fra standardligningen, da tilføjelsen af ​​en ekstra elektron til den ydre orbital vil gøre den lidt mindre positiv, og tabet af en elektron vil øge atomets positive tiltrækning.