효과적인 핵 전하는 핵을 둘러싸고있는 차폐 전자의 수를 고려한 후 다중 전자 원자의 가장 바깥 쪽 (원자가) 전자에 의한 전하를 나타냅니다. 주기율표의 추세는 기간에 걸쳐 증가하고 그룹을 증가시키는 것입니다.
유효 핵 전하 공식
단일 전자에 대한 유효 핵 전하를 계산하기위한 공식은 다음과 같습니다.
z eff *= * Z - s
- z eff 효과적인 핵 전하 또는 z 효과 입니다
- z는 핵의 양성자 수, 원자 수
- s는 핵과 전자 사이의 전자 밀도의 평균 양입니다
효과적인 핵 전하 계산
효과적인 핵 전하를 계산하려면 Z와 S 값을 이해하는 것이 포함됩니다. Z는 원자가이며, S는 고려중인 핵과 전자 사이의 전자 구름 차폐 값을 결정하기 위해 Slater의 규칙을 사용해야합니다.
.1 단계 :z 값을 결정하려면 원자 번호를 찾으십시오
예제 문제 :나트륨의 원자가 전자에 대한 효과적인 핵 전하는 무엇입니까?
z는 원자의 핵에서 양성자의 수이며, 이것은 핵의 양전하를 결정한다. 원자의 핵에서 양성자 수는 원자 번호라고도합니다.
주기적인 요소 테이블을 사용하여 원하는 원자 번호를 찾으십시오. 위의 예에서, 나트륨, 상징 Na는 원자 번호 11이 있습니다.
2 단계 :전자 구성 작성
요소의 전자 구성을 다음 순서와 그룹화로 작성하십시오.
(1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), (5s, 5p), (5d), (5f). . .
숫자 (1, 2, 3 ...)는 원자에있는 전자의 주요 양자 수 또는 에너지 쉘 레벨에 해당하며, 이는 전자가 핵에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 지정합니다. 문자 (s, p, d, f)는 전자 궤도의 주어진 모양에 해당합니다. 예를 들어, "S"는 구형 궤도 모양이며 "P"는 그림 8과 유사합니다.
나트륨의 경우 전자 구성은 (1s) (2s, 2p) (3s)입니다.
위의 예에서, 나트륨은 11 개의 전자를 갖는다 :제 1 에너지 수준 (1)의 2 개의 전자, 제 2 에너지 수준 (2)의 8 개의 전자, 3 차 에너지 수준에서 1 개의 전자가 전자를 갖는다. 3S 궤도의 전자는 예제의 초점입니다.
3 단계 :각 전자에 대한 차폐 값을 속성
.값은 Slater의 규칙을 사용하여 계산 될 수 있으며,이 규칙은이를 개발 한 과학자 John C. Slater의 이름을 따서 명명 될 수 있습니다. 이 규칙은 각 전자에 차폐 값을 제공합니다. 하지 않음 관심있는 전자의 값을 포함하십시오. 다음 값을 할당하십시오.
- 관심있는 전자의 오른쪽에있는 모든 전자에는 차폐 값이 없습니다.
- 동일한 그룹의 전자 (2 단계에서 전자 구성 그룹에서 발견 된 바와 같이) 관심 전자가 0.35 핵 전하 장치를 보호합니다.
- S 또는 P 전자의 경우 :주요 양자 수의 값이 하나 줄인 전자 (에너지 수준 :1, 2, 3 ...)는 0.85 단위의 핵 전하가 할당됩니다. 전자는 두 개 이상의 에너지 수준을 발견했습니다. 하위 방패 1.00 단위.
- D 또는 F 전자의 경우 :모든 전자 방패 1.00 단위.
위의 예에서는 NA에 대한 답은 다음과 같습니다.
- 0; 더 높은 전자가 없습니다 (또는 전자 구성의 오른쪽)
- 0; NA의 3S 궤도에는 다른 전자가 없습니다.
- 8.8; 두 가지 계산이 필요합니다. 첫째, 에너지 레벨 2 쉘에는 8 개의 전자가, S 쉘에 2 개, P에는 6 개가 있습니다. 8 × 0.85 =6.8. 또한, 1s 전자는 관심있는 전자의 두 수준이기 때문에 :2 × 1.
- 0; D 또는 F 전자가 없습니다.
4 단계 :s 값 합계
Slater의 규칙을 사용하여 계산 된 모든 차폐 요금을 추가하십시오.
샘플 문제에서 차폐 값은 8.8 (0 + 0 + 8.8 + 0)으로 합계합니다.
5 단계 :공식을 사용하여 z를 효과적으로 찾으십시오
z와 s의 값을 효과적인 핵 전하 공식에 넣습니다.
z eff *= * Z - s
NA에 대한 위의 예에서 :11-8.8 =2.2
나트륨 원자에서 3S 전자의 효과적인 핵 전하는 2.2이다. 값은 충전이며 단위가 포함되어 있지 않습니다.
