المحتوى
تشير الشحنة النووية الفعالة إلى الشحنة التي تشعر بها الإلكترونات الخارجية (التكافؤ) لذرة متعددة الإلكترونات بعد أخذ عدد الإلكترونات الواقية المحيطة بالنواة في الاعتبار. صيغة لحساب الشحنة النووية الفعالة لإلكترون واحد هي "زيف" = Z - S "، حيث زيف هي الشحنة النووية الفعالة ، Z هو عدد البروتونات في النواة ، و S هي متوسط كمية كثافة الإلكترون بين النواة والإلكترون الذي تحل من أجله.
على سبيل المثال ، يمكنك استخدام هذه الصيغة للعثور على الشحنة النووية الفعالة لإلكترون في الليثيوم ، وتحديداً الإلكترون "2s".
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
حساب الشحنة النووية الفعالة هو Zeff = Z - S. Zeff هو الشحنة الفعالة ، Z هو الرقم الذري ، و S هي قيمة الشحن من قواعد Slaters.
حدد قيمة Z. Z وهي عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة ، والتي تحدد الشحنة الموجبة للنواة. يُعرف أيضًا عدد البروتونات في نواة الذرة بالعدد الذري ، والذي يمكن العثور عليه في الجدول الدوري للعناصر.
في المثال ، قيمة Z للليثيوم هي 3.
ابحث عن قيمة S باستخدام قواعد Slaters ، والتي توفر قيمًا رقمية لمفهوم الشحنة النووية الفعال. يمكن تحقيق ذلك عن طريق كتابة التكوين الإلكتروني للعنصر بالترتيب والمجموعات التالية: (1s) (2s، 2p) (3s، 3p) (3d) (4s، 4p) (4d)، (4f)، ( 5s ، 5p) ، (5d) ، (5f) ، إلخ. تتوافق الأرقام في هذا التكوين مع مستوى غلاف الإلكترونات في الذرة (إلى أي مدى تكون الإلكترونات بعيدة عن النواة) والأحرف تتوافق مع الشكل المحدد من مدار الإلكترونات. بعبارات مبسطة ، "s" هو شكل مداري كروي ، "p" يشبه الشكل 8 مع فصين ، "d" يشبه الشكل 8 مع دونات حول المركز ، ويشبه "f" شكلين 8s يشبهان بعضهما البعض .
في المثال ، يحتوي الليثيوم على ثلاثة إلكترونات ، ويبدو تكوين الإلكترون كما يلي: (1s) 2 ، (2s) 1 ، وهذا يعني أن هناك إلكترونين على مستوى الغلاف الأول ، مع كل من الأشكال المدارية الكروية ، وإلكترون واحد (محور هذا المثال) على مستوى قذيفة الثانية ، وأيضا مع شكل كروي.
حدد قيمة للإلكترونات وفقًا لمستوى غلافها وشكلها المداري. تسهم الإلكترونات الموجودة في مدار "s" أو "p" في نفس الغلاف مثل الإلكترون الذي تحل من أجله في 0.35 ، والإلكترونات في المدار "s" أو "p" في الغلاف تسهم مستوى طاقة أقل بمقدار 0.85 ، والإلكترونات في مدار "s" أو "p" المداري في الأصداف مستويان للطاقة وأقل مساهمة 1. الإلكترونات في المدار "d" أو "f" في نفس الغلاف مثل الإلكترون الذي تقوم بحسابه يساهم 0.35 ، والإلكترونات في "d" أو "f" المدارية في جميع مستويات الطاقة المنخفضة تساهم 1. لا تسهم الإلكترونات الموجودة في الأصداف أعلى من الإلكترون الذي يحل عنه في التدريع.
في المثال ، يوجد إلكترونان في الغلاف يمثلان مستوى طاقة أقل من غلاف الإلكترون الذي تحلانه ، ولكل منهما مدارات "s". وفقًا لقواعد Slaters ، تساهم كلتا الإلكترونين في 0.85. لا تقم بتضمين قيمة الإلكترون الذي تحل من أجله.
احسب قيمة S بإضافة الأرقام التي قمت بتعيينها لكل إلكترون معًا باستخدام قواعد Slaters.
على سبيل المثال ، يساوي S 85 + + 85 ، أو 1.7 (مجموع قيم الإلكترونين كانا يحسبان)
اطرح S من Z لإيجاد الشحنة النووية الفعالة ، Zeff.
في المثال باستخدام ذرة الليثيوم ، تساوي Z 3 (العدد الذري من الليثيوم) و S تساوي 1.7. عن طريق تغيير المتغيرات في الصيغة إلى القيم الصحيحة للمثال ، يصبح Zeff = 3 - 1.7. قيمة زيف (وبالتالي فإن الشحنة النووية الفعالة للإلكترون 2 في ذرة الليثيوم) هي 1.3.