UČINKOVIT JEDRSKI NABOJ KALIJA: KAJ JE TO IN PRIMERI - KEMIJA - 2026

Učinkovite jedrske naboj kalija je 1. Učinkovit jedrski naboj je skupni pozitivni naboj, ki ga zazna elektron, ki pripada atomu z več kot enim elektronom. Izraz "učinkovit" opisuje zaščitni učinek, ki ga elektroni izvajajo v bližini jedra zaradi negativnega naboja, da zaščiti elektrone pred višjimi orbitalami.

Ta lastnost je neposredno povezana z drugimi značilnostmi elementov, kot so njihove atomske dimenzije ali njihova nagnjenost k tvorje ionov. Tako pojem učinkovitega jedrskega naboja omogoča boljše razumevanje posledic zaščite, ki je prisotna na periodičnih lastnostih elementov.

Poleg tega v atomih, ki imajo več kot en elektron - to je v polielektronskih atomih - obstoj zaščite elektronov povzroči zmanjšanje elektrostatičnih privlačnih sil, ki obstajajo med protoni (pozitivno nabiti delci) jedra atoma. in elektroni na zunanjih nivojih.

Nasprotno pa sila, s katero se elektroni v polielektronskih atomih med seboj odbijajo, preprečuje učinke privlačnih sil, ki jih deluje jedro na te nasprotno nabite delce.

Kakšen je učinkovit jedrski naboj?

Ko gre za atom, ki ima samo en elektron (tip vodika), ta en sam elektron zazna neto pozitivni naboj jedra. Nasprotno, ko ima atom več kot en elektron, doživi privlačnost vseh zunanjih elektronov proti jedru in hkrati odboj med temi elektroni.

Na splošno velja, da večji kot je nuklearni naboj elementa, večje so sile med elektroni in jedrom.

Podobno, večji kot je ta učinek, manjša je energija, ki pripada orbitali, kjer se nahajajo ti zunanji elektroni.

Za večino glavnih elementov skupine (imenovanih tudi reprezentativni elementi) se ta lastnost poveča od leve proti desni, v periodični tabeli pa se zmanjša od zgoraj navzdol.

Za izračun vrednosti dejanskega jedrskega naboja elektrona (Z _eff ali Z *) se uporabi naslednja enačba, ki jo je predlagal Slater:

Z * = Z - S

Z * se nanaša na učinkovit jedrski naboj.

Z je število protonov, prisotnih v jedru atoma (ali atomsko število).

S je povprečno število elektronov, ki so med jedrom in elektronom, ki se preučuje (število elektronov, ki niso valenčni).

Učinkovit jedrski naboj kalija

To pomeni, da ima v jedru 19 protonov, njen jedrski naboj je +19. Ko govorimo o nevtralnem atomu, to pomeni, da ima enako število protonov in elektronov (19).

V tem zaporedju idej se učinkovit jedrski naboj kalija izračuna z aritmetično operacijo z odštevanjem števila notranjih elektronov od njegovega jedrskega naboja, kot je prikazano spodaj:

(+19 - 2 - 8 - 8 = +1)

Z drugimi besedami, valenčni elektron je zaščiten z dvema elektronoma iz prve stopnje (tistim, ki je najbližje jedru), 8 elektronov iz druge ravni in še 8 elektronov s tretje in predzadnje ravni; to pomeni, da teh 18 elektronov izvaja zaščitni učinek, ki ščiti zadnji elektron pred silami, ki jih nanj izvaja jedro.

Kot je razvidno, lahko vrednost dejanskega jedrskega naboja elementa določimo z njegovo oksidacijsko številko. Upoštevati je treba, da je za določen elektron (na kateri koli energijski ravni) izračun učinkovitega jedrskega naboja drugačen.

Razloženi primeri učinkovitega jedrskega naboja kalija

Tu sta dva primera za izračun učinkovitega jedrskega naboja, ki ga zazna valenčni elektron na kalijevem atomu.

- Najprej je njegova elektronska konfiguracija izražena v naslednjem vrstnem redu: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4 f ) (5 s, 5 p) in tako naprej.

- Noben elektron na desni strani skupine (ns, np) ne prispeva k izračunu.

- Vsak elektron v skupini (ns, np) prispeva 0,35. Vsak elektron (n-1) ravni prispeva 0,85.

- Vsak elektron ravni (n-2) ali nižje prispeva 1,00.

- Kadar je zaščiten elektron v skupini (nd) ali (nf), vsak elektron skupine levo od skupine (nd) ali (nf) prispeva 1,00.

Tako se obračun začne:

Prvi primer

V primeru, da je edini elektron v najbolj oddaljeni lupini atoma v 4 s orbitali, je mogoče njegov učinkovit jedrski naboj določiti na naslednji način:

(1 s ² ) (2 s ² 2 p ⁵ ) (3 s ² 3 p ⁶ ) (3 d ⁶ ) (4 s ¹ )

Nato se izračuna povprečno število elektronov, ki ne pripadajo najbolj oddaljeni ravni:

S = (8 x (0,85)) + (10 x 1,00)) = 16,80

Z vrednostjo S nadaljujemo z izračunom Z *:

Z * = 19,00 - 16,80 = 2,20

Drugi primer

V tem drugem primeru je edini valenčni elektron v 4 s orbiti. Njen učinkovit jedrski naboj je mogoče določiti na enak način:

(1 s ² ) (2 s ² 2 p ⁶ ) (3 s ² 3 p ⁶ ) (3 d ¹ )

Ponovno se izračuna povprečno število nevalenčnih elektronov:

S = (18 x (1,00)) = 18,00

Na koncu lahko z vrednostjo S izračunamo Z *:

Z * = 19,00 - 18,00 = 1,00

sklep

Če primerjamo prejšnje rezultate, lahko opazimo, da prisoten elektron v 4 s orbitali privlači jedro atoma s silami, ki so večje od tistih, ki privlačijo elektron, ki se nahaja v 3 d orbitali. Zato ima elektron v orbiti 4 s manjšo energijo kot v 3 d orbitali.

Tako je sklenjeno, da se elektron lahko nahaja v 4 s orbiti v svojem osnovnem stanju, medtem ko je v 3 d orbitali v vznemirjenem stanju.

Reference

1. Wikipedija. (2018). Wikipedija. Pridobljeno s strani en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kemija. Deveta izdaja (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012). Kemične vezi in energija obveznic. Pridobljeno iz books.google.co.ve
4. Facer. G. (2015). Študent kemije stopnje Georgea Facerja Edexcel A - knjiga 1. Obnovljeno iz books.google.co.ve
5. Raghavan, PS (1998). Pojmi in problemi v anorganski kemiji. Pridobljeno iz books.google.co.ve