Wat is de effectieve nucleaire lading?

De effectieve nucleaire lading is de aantrekkelijke kracht van de protonen in de kern van een atoom op een elektron nadat de afstotende kracht van de elektronen van het atoom wordt verwerkt. De numerieke waarde van deze lading wordt gevonden door de eenvoudige wiskundige formule, z (effectief) = z-s, waarbij z de positieve lading is en s het aantal elektronen is in volledig bezette orbitalen. In neutrale atomen is de effectieve nucleaire lading gelijk aan het aantal elektronen in het buitenste orbitaal, die valentie -elektronen worden genoemd.

In atomen hebben protonen allemaal een positieve lading van één. Een atoom onderscheidt zich van andere atomen door het aantal protonen dat het heeft, hoewel het aantal neutronen kan variëren tussen verschillende atomen van hetzelfde type, en sommige atomen van hetzelfde type kunnen ionen hebben met meer of minder elektronen in een baan. De totale positieve lading van een atoom is het aantal van zijn protonen, dat ook het atoomnummer van het atoom is, zoals weergegeven op het periodieke tabel van de elementen. De eerste stap in determinDe effectieve nucleaire lading van een atoom is het bepalen van de totale positieve lading, die kan worden bereikt door het atoomnummer van het atoom op te zoeken.

Elektronen worden getrokken naar de kern van het atoom en worden gevonden in orbitalen die op een voorspelbare manier vullen. De eerste orbital kan slechts twee elektronen bevatten. Daaropvolgende orbitalen bevatten elk acht elektronen wanneer ze vol zijn. Onder normale omstandigheden, en om de effectieve nucleaire lading van een atoom te vinden, zullen elektronen het dichtstbijzijnde orbitaal bezetten met de kern die ze kunnen.

Volledig bezette orbitalen werken dezelfde hoeveelheid positieve lading tegen als ze negatieve lading bevatten. Een atoom met 12 protonen en 12 elektronen, een neutraal atoom, verliest bijvoorbeeld 2 positieve lading van de volledig bezette eerste orbitale en 8 positieve lading van de tweede. De andere twee elektronen in de derde orbital hebben geen invloed op de ATOM's effectieve nucleaire lading, die in dit geval 12 min 10 of 2 zou zijn.

In de meeste gevallen is de vereenvoudigde vergelijking voldoende om de effectieve nucleaire lading van een atoom te ontdekken. Meer complexe versies van de vergelijking houden rekening met de kleine negatieve lading van de valentie -elektronen, die voor de meeste doeleinden als verwaarloosbaar wordt beschouwd. Ionen zullen ook een effectieve nucleaire lading hebben die enigszins afwijkt van de standaardvergelijking, omdat de toevoeging van een extra elektron aan de buitenste orbital het iets minder positief zal maken en het verlies van een elektron de positieve aantrekkingskracht van het atoom zal verhogen.