Effectieve nucleaire lading verwijst naar de lading die door de buitenste (valentie) elektronen van een multi-elektronatoom wordt gevoeld nadat rekening is gehouden met het aantal afschermende elektronen dat de kern omgeeft. De formule voor het berekenen van de effectieve nucleaire lading voor een enkel elektron is "Zeff = Z - S", waarbij Zeff en is de effectieve nucleaire lading, Z is het aantal protonen in de kern, en S is het gemiddelde hoeveelheid elektronendichtheid tussen de kern en het elektron waarvoor u een oplossing zoekt.

U kunt deze formule bijvoorbeeld gebruiken om de effectieve nucleaire lading te vinden voor een elektron in lithium, met name het "2s" -elektron.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De berekening voor effectieve nucleaire lading is Zeff = Z - S. Zeff is de effectieve lading, Z is het atoomnummer en S is de ladingwaarde van Slater's Rules.

Zoek Z: Atomic Number

Bepaal de waarde van Z. Z is het aantal protonen in de kern van het atoom, dat de positieve kern van de kern bepaalt in rekening brengen. Het aantal protonen in de kern van een atoom staat ook bekend als het atoomnummer, dat u kunt vinden op het periodiek systeem der elementen.

In het voorbeeld is de waarde van Z voor lithium 3.

Find S: Slater's Rules

Zoek de waarde van S door Slater's Rules te gebruiken, die numerieke waarden bieden voor het concept van effectieve nucleaire lading. Dit kan worden bereikt door de elektronenconfiguratie van het element in de volgende volgorde en groeperingen uit te schrijven: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f), etc. De cijfers in deze configuratie komen overeen met het schaalniveau van de elektronen in het atoom (hoe ver weg de elektronen van de kern zijn) en de letters komen overeen met de gegeven vorm van een baan van een elektron. In vereenvoudigde termen, "s" is een bolvormige orbitale vorm, "p" lijkt op een figuur 8 met twee lobben, "d" lijkt op een figuur 8 met een doughnut rond het midden, en "f" lijkt op twee figuur 8s die elkaar doorsnijden .

In het voorbeeld heeft lithium drie elektronen en de elektronenconfiguratie ziet er als volgt uit: (1s) 2, (2s) 1, wat betekent dat er twee elektronen op het eerste schaalniveau zijn, beide met bolvormige orbitale vormen, en één elektron (de focus van dit voorbeeld) op het tweede schaalniveau, ook met een bolvorm.

Zoek S: waardeelektronenwaarden toewijzen

Wijs een waarde toe aan de elektronen volgens hun schaal niveau en orbitale vorm. Elektronen in een "s" - of "p" -baan in dezelfde schaal als het elektron waarvoor u het probleem oplost, dragen bij tot 0,35, elektronen in een "s" - of "p" -bartimeter in de schaal één energieniveau lager dragen 0,85 bij en elektronen in een "s" - of "p" -omloop in schalen dragen twee energieniveaus en lager bij 1. Electronen in een "d" of "f" -orbitaal in dezelfde schaal als het elektron waarvoor u berekent, dragen bij aan 0,35 en elektronen in een "d" of "f" orbitaal in alle lagere energieniveaus draagt ​​bij 1. Elektronen in schillen die hoger zijn dan het elektron waarvoor je het probleem oplost, dragen niet bij aan afscherming.

In het voorbeeld zijn er twee elektronen in de schaal is dat één energieniveau lager dan de schaal van het elektron waarvoor je het oplost, en ze hebben allebei s-orbitalen. Volgens Slater's Rules dragen deze twee elektronen elk 0,85 bij. Neem de waarde niet op voor het elektron waarvoor u het probleem oplost.

Zoek S: voeg waarden samen toe

Bereken de waarde van S door de aantallen die u aan elk elektron hebt toegekend samen te tellen met Slater's Rules .

Voor ons voorbeeld is S gelijk aan .85 + .85 of 1.7 (de som van de waarden van de twee elektronen die we tellen)

S aftrekken van Z

Trek S van Z af om de effectieve kernlading, Zeff. te vinden.

In het voorbeeld dat een lithiumatoom gebruikt, is Z gelijk aan 3 (het atoomnummer van lithium) en is S gelijk aan 1,7. Door de variabelen in de formule in de juiste waarden voor het voorbeeld te veranderen, wordt het Zeff = 3 - 1,7. De waarde van Zeff
(en dus de effectieve nucleaire lading van het 2s-elektron in een lithiumatoom) is 1,3.