Vad är den effektiva kärnkraftsavgiften?

Den effektiva kärnkraften är den attraktiva kraften hos protonerna i kärnan i en atom på en elektron efter att den avvisande kraften i atomens elektroner har tagits ut. Det numeriska värdet på denna laddning hittas genom den enkla matematiska formeln, Z (effektiv) = Z-S, där Z är den positiva laddningen och S är antalet elektroner i helt ockuperade orbitaler. I neutrala atomer är den effektiva kärnkraften lika med antalet elektroner i det yttersta omloppet, som kallas valenselektroner.

i atomer har protoner alla en positiv laddning av en. En atom skiljer sig från andra atomer med antalet protoner den har, även om antalet neutroner kan variera mellan olika atomer av samma typ, och vissa atomer av samma typ kan ha joner med mer eller färre elektroner i bana. Den totala positiva laddningen för en atom är antalet protoner, som också är atomens atomnummer som visas på den periodiska tabellen för elementen. Det första steget i bestämningenEn atoms effektiva kärnkraft är att bestämma dess totala positiva laddning, som kan åstadkommas genom att leta upp atomens atomnummer.

elektroner dras mot atomens kärna och finns i orbitaler som fylls på ett förutsägbart sätt. Den första orbitalen kan bara innehålla två elektroner. Efterföljande orbitaler innehåller vardera åtta elektroner när de är fulla. Under normala omständigheter och för att hitta en atoms effektiva kärnkraft kommer elektroner att ockupera den närmaste omloppet för kärnan som de kan.

Fullt ockuperade orbitaler motverkar samma mängd positiv laddning som de innehåller negativ laddning. Till exempel kommer en atom med 12 protoner och 12 elektroner, som är en neutral atom, att förlora 2 positiva laddningar från den helt ockuperade första orbitalen och 8 positiva laddning från den andra. De andra två elektronerna i den tredje omloppet påverkar inte ATOM: s effektiva kärnkraftsavgift, som i detta fall skulle vara 12 minus 10, eller 2.

I de flesta fall är den förenklade ekvationen tillräcklig för att upptäcka en atoms effektiva kärnkraft. Mer komplexa versioner av ekvationen tar hänsyn till den lilla negativa laddningen för valenselektronerna, som anses vara försumbar för de flesta ändamål. Joner kommer också att ha en effektiv kärnkraftsladdning som avviker något från standardekvationen, eftersom tillägget av en extra elektron till den yttre omloppet kommer att göra det något mindre positivt, och förlusten av en elektron kommer att öka atomens positiva attraktion.