Etkili Nükleer Şarj Nedir?

Etkili nükleer yük, atomun elektronlarının itme kuvveti hesaba katıldıktan sonra, bir atomun çekirdeğindeki protonların bir elektron üzerindeki çekici kuvvetidir. Bu yükün sayısal değeri basit matematiksel formül olan Z (etkili) = ZS'dir; buradaki Z, pozitif yük ve S, tam dolu yörüngelerde elektronların sayısıdır. Nötr atomlarda, etkili nükleer yük, en dıştaki yörüngedeki değer sayısına elektron denilen elektron sayısına eşittir.

Atomlarda, protonların hepsinin bir pozitif yükü vardır. Bir atom diğer atomlardan sahip olduğu proton sayısı ile ayırt edilir, ancak nötronların sayısı aynı tipteki farklı atomlar arasında değişebilir ve aynı tipteki bazı atomların yörüngede daha fazla veya daha az elektronlu iyonları olabilir. Bir atomun toplam pozitif yükü, elementlerin periyodik tablosunda gösterildiği gibi atomun atom numarası olan protonlarının sayısıdır. Bir atomun etkin nükleer yükünü belirlemede ilk adım, atomun atom numarası aranarak gerçekleştirilebilecek toplam pozitif yükünü belirlemektir.

Elektronlar atomun çekirdeğine doğru çekilir ve tahmin edilebilir bir şekilde dolduran yörüngelerde bulunur. İlk yörünge sadece iki elektron içerebilir. Sonraki yörüngelerin her biri, dolduğunda sekiz elektron içerir. Normal şartlar altında ve bir atomun etkin nükleer yükünü bulma amaçları için, elektronlar çekirdeğin alabileceği en yakın yörüngeyi işgal eder.

Tamamen işgal edilmiş yörüngeler, negatif yük içerdikleriyle aynı miktarda pozitif yüke karşı koyarlar. Örneğin, 12 proton ve nötr bir atom olan 12 elektronlu bir atom, tamamen dolu olan ilk orbitalden 2 pozitif yük ve ikinciden 8 pozitif yük kaybedecektir. Üçüncü yörüngedeki diğer iki elektron atomun etkin nükleer yükünü etkilemez, bu durumda 12 eksi 10 veya 2 olacaktır.

Çoğu durumda, basitleştirilmiş denklem bir atomun etkili nükleer yükünü keşfetmek için yeterlidir. Denklemin daha karmaşık versiyonları, çoğu amaç için ihmal edilebilir olduğu düşünülen değerlik elektronlarının negatif negatif yükünü hesaba katar. İyonlar ayrıca standart denklemden biraz sapan etkili bir nükleer yüke sahip olacaklardır, çünkü dış orbitaline ekstra bir elektron eklenmesi onu biraz daha az pozitif hale getirecek ve bir elektronun kaybı atomun pozitif çekiciliğini artıracaktır.