Was ist die wirksame Nuklearladung?
Die wirksame Kernladung ist die attraktive Kraft der Protonen im Kern eines Atoms auf einem Elektron, nachdem die abstoßende Kraft der Elektronen des Atoms berücksichtigt wurde. Der numerische Wert dieser Ladung wird durch die einfache mathematische Formel Z (effektiv) = z-S gefunden, wobei z die positive Ladung und S die Anzahl der Elektronen in voll besetzten Orbitalen ist. Bei neutralen Atomen entspricht die wirksame Kernladung der Anzahl der Elektronen im äußersten Orbital, die als Valenzelektronen bezeichnet werden.
In Atomen haben Protonen eine positive Ladung für eine. Ein Atom unterscheidet sich von anderen Atomen durch die Anzahl der Protonen, obwohl die Anzahl der Neutronen zwischen verschiedenen Atomen desselben Typs variieren kann, und einige Atome desselben Typs können Ionen mit mehr oder weniger Elektronen im Orbit haben. Die gesamte positive Ladung eines Atoms ist die Anzahl seiner Protonen, die auch die Atomzahl des Atoms ist, wie in der periodischen Tabelle der Elemente gezeigt. Der erste Schritt in der BestimmungDie wirksame nukleare Ladung eines Atoms besteht darin, seine Gesamtladung zu bestimmen, die erreicht werden kann, indem die Atomzahl des Atoms nachgeschlagen wird.
Elektronen werden zum Kern des Atoms gezogen und in Orbitalen gefunden, die sich vorhersehbar auffüllen. Das erste Orbital kann nur zwei Elektronen enthalten. Nachfolgende Orbitale enthalten jeweils acht Elektronen, wenn sie voll sind. Unter normalen Umständen und zum Zwecke der Ermittlung der wirksamen Kernladung eines Atoms belegen Elektronen das nächstgelegene Orbital für den Kern, den sie können.
voll besetzte Orbitale wirken der gleichen positiven Ladung entgegen, die negative Ladung enthält. Beispielsweise verliert ein Atom mit 12 Protonen und 12 Elektronen, das ein neutrales Atom ist, 2 positive Ladung durch das voll besetzte erste Orbital und 8 positive Ladung von der zweiten. Die beiden anderen Elektronen im dritten Orbital beeinflussen die AN nichtOMs wirksame Nuklearladung, die in diesem Fall 12 minus 10 oder 2 betragen würde.
In den meisten Fällen reicht die vereinfachte Gleichung aus, um die wirksame Nuklearladung eines Atoms zu entdecken. Komplexere Versionen der Gleichung berücksichtigen die geringe negative Ladung der Valenzelektronen, die für die meisten Zwecke als vernachlässigbar angesehen wird. Ionen werden auch eine wirksame Kernladung haben, die leicht von der Standardgleichung abweicht, da die Zugabe eines zusätzlichen Elektrons zum äußeren Orbital etwas weniger positiv macht und der Verlust eines Elektrons die positive Anziehungskraft des Atoms erhöht.