גרעיני יעיל של אשלגן במה שהוא מכיל (עם דוגמאות)

ה יעיל אשלגן גרעיני לטעון הוא +1. המטען הגרעיני האפקטיבי הוא החיוב החיובי הכולל שאלקטרון השייך לאטום עם יותר מאלקטרון אחד. הביטוי "אפקטיבי" מתאר את אפקט המגן המופעל על ידי אלקטרונים ליד הגרעין, מהמטען השלילי שלו, כדי להגן על האלקטרונים מפני אורביטלים גבוהים יותר.

נכס זה יש קשר ישיר עם מאפיינים אחרים של האלמנטים, כגון מימדים האטומיים שלהם או נטייתם כדי ליצור יונים. בדרך זו, הרעיון של תשלום גרעיני יעיל מספק הבנה טובה יותר של ההשלכות של ההגנה נוכח התכונות התקופתיים של האלמנטים.

בנוסף, באטומים שיש בהם יותר מאלקטרון אחד - כלומר, באטומים פוליאלקטניים - קיומו של מיגון אלקטרונים יוצר ירידה בכוחות המשיכה האלקטרוסטטיים בין הפרוטונים (חלקיקים טעונים חיובי) של גרעין האטום ואת האלקטרונים ברמות החיצוניות.

לעומת זאת, הכוח שבו האלקטרונים להדוף את האטומים נחשב polyelectronics לנטרל את ההשפעות של כוחות אטרקטיביים המופעל על ידי גרעין על חלקיקים אלה עם מטען הפוך.

אינדקס

• מהו העומס הגרעיני האפקטיבי??
• 2 אשלגן גרעיני יעיל
• 3 דוגמאות מוסברות לטעינה יעילה של אשלגן גרעיני
  • 3.1 דוגמה ראשונה
  • 3.2 דוגמה שנייה
  • 3.3 סיכום
• 4 הפניות

מהו העומס הגרעיני האפקטיבי??

כאשר הוא אטום שיש לו רק אלקטרון אחד (סוג מימן), אלקטרון יחיד זה תופס את המטען החיובי נטו של הגרעין. מצד שני, כאשר אטום יש יותר מאלקטרון אחד, משיכה של כל האלקטרונים החיצוניים לעבר הגרעין הוא מנוסה, בו זמנית, הדחייה בין האלקטרונים האלה.

ככלל, נאמר כי ככל שהמטען הגרעיני האפקטיבי של אלמנט גדול יותר, כך גדלים הכוחות האטרקטיביים בין האלקטרונים לבין הגרעין..

באותו אופן, ככל שהאפקט הגדול יותר הוא, התחתון הוא האנרגיה השייכת למסלול שבו נמצאים האלקטרונים החיצוניים.

עבור רוב האלמנטים של הקבוצה העיקרית (המכונה גם אלמנטים נציג) נכס זה משמאל משמאל לימין, אך פוחתת מלמעלה למטה בטבלה המחזורית.

כדי לחשב את הערך של המטען הגרעיני האפקטיבי של אלקטרון (Z_eff או Z *) נעשה שימוש במשוואה הבאה המוצעת על ידי סלייטר: 

Z * = Z - S

Z * מתייחס לטעון גרעיני יעיל.

Z הוא מספר הפרוטונים הנוכחים בגרעין האטום (או המספר האטומי).

S הוא המספר הממוצע של אלקטרונים הנמצאים בין הגרעין לבין האלקטרון הנלמד (מספר אלקטרונים שאינם ערכיים).

עומס אשלגן גרעיני אפקטיבי

האמור לעיל מרמז כי, לאחר 19 פרוטונים בגרעין שלה, המטען הגרעיני שלה הוא 19. כאשר אנו מדברים על אטום נייטרלי, זה אומר שיש לו את אותו מספר של פרוטונים ואלקטרונים (19).

בסדר הרעיונות הזה, יש לנו את החיוב הגרעיני האפקטיבי של אשלגן מחושב על ידי פעולה אריתמטית, על ידי הפחתת מספר אלקטרונים פנימיים מן המטען הגרעיני שלה כפי שבאה לידי ביטוי להלן:

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

במילים אחרות, אלקטרונים הערכיות מוגנים על ידי 2 אלקטרונים מהרמה הראשונה (הקרובה לגרעין), 8 אלקטרונים מהדרג השני ו -8 אלקטרונים מהדרג השלישי והלפני אחרון; כלומר, 18 אלקטרונים אלה מפעילים אפקט הגנה המגן על האלקטרון האחרון מהכוחות המופעלים על ידי הגרעין עליו.

כפי שניתן לראות, את הערך של המטען הגרעיני יעיל של אלמנט ניתן לקבוע על ידי מספר החמצון שלה. יש לציין כי עבור אלקטרון מסוים (בכל רמת אנרגיה), חישוב העומס הגרעיני האפקטיבי שונה.

דוגמאות מוסברות לטעינה יעילה של אשלגן גרעיני

להלן שתי דוגמאות לחישוב החיוב הגרעיני האפקטיבי הנתפס על ידי אלקטרון ערכיות שנקבע באטום אשלגן.

- ראשית, התצורה האלקטרונית שלה באה לידי ביטוי בסדר הבא: (1)s)s, 2עמ ') 3s, 3עמ ') 3ד) 4s, 4עמ ') 4ד) 4ו) 5s, 5עמ '), וכן הלאה.

- לא אלקטרון מימין לקבוצה (ns, nעמ ') תורמת לחישוב.

- כל אלקטרון בקבוצה (ns, nעמ ') תורם 0.35. כל אלקטרון של הרמה (n-1) תורם 0.85.

- כל רמת אלקטרונים (n-2) או נמוכה יותר תורמת 1.00.

- כאשר האלקטרון המוגן נמצא בקבוצה (nד) או (nו), כל אלקטרון של קבוצה משמאל לקבוצה (nד) או (nו) תורמת 1.00.

כך מתחיל החישוב:

דוגמה ראשונה

במקרה האלקטרון היחיד של השכבה החיצונית ביותר של האטום הוא 4 מסלוליתs, אתה יכול לקבוע את החיוב הגרעיני יעיל שלך בדרך הבאה:

(1)s²)s²2עמ '⁵) 3s²3עמ '⁶) 3ד⁶) 4s¹)

לאחר מכן מחושב הממוצע של אלקטרונים שאינם שייכים לרמה החיצונית ביותר:

S = (8 x (0.85)) + (10 x 1.00)) = 16.80

לאחר הערך של S, אנו ממשיכים לחשב Z *:

Z = = 19.00 - 16.80 = 2.20

דוגמה שנייה

במקרה השני זה רק אלקטרון הערכון נמצא 4 מסלוליתs. אתה יכול לקבוע את החיוב הגרעיני האפקטיבי שלך באותו אופן:

(1)s²)s²2עמ '⁶) 3s²3עמ '⁶) 3ד¹)

שוב, הממוצע של אלקטרונים non valence מחושב:

S = (18 x (1,00)) = 18.00

לבסוף, עם הערך של S, אנחנו יכולים לחשב Z *:

Z * = 19.00 - 18.00 = 1.00

מסקנה

ביצוע השוואה של התוצאות הקודמות, ניתן לראות כי נוכח האלקטרון של מסלול 4s הוא נמשך לגרעין האטום על ידי כוחות גדולים מאלה שמושכים את האלקטרון הנמצא במסלול 3ד.  לכן, האלקטרון במסלול 4s יש לו אנרגיה נמוכה יותר מאשר 3 מסלוליתד.

לפיכך, הוא הגיע למסקנה כי אלקטרון יכול להיות ממוקם 4 מסלוליתs במצב הקרקע שלה, בעוד במסלול 3ד הוא במצב נרגש.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2018). ויקיפדיה. מקור: en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). כימיה מהדורה תשיעית (מקגרו-היל).
3. סנדרסון, ר '(2012). אג"ח כימיות ואג"ח אנרגיה. מאוחזר מ- books.google.co.il
4. פנים G. (2015). ג 'ורג' Facer של Edexcel A כימיה סטודנט רמה - ספר 1. מקורו של books.google.com
5. Raghavan, P. S. (1998). מושגים ובעיות בכימיה אי-אורגנית. מאוחזר מ- books.google.co.il