A KÁLIUM HATÉKONY NUKLEÁRIS TÖLTÉSE: MI EZ ÉS PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

A kálium tényleges nukleáris töltése +1. A tényleges nukleáris töltés az egynél több elektronhoz tartozó atomhoz tartozó elektronok által érzékelt teljes pozitív töltés. Az "effektív" kifejezés azt az árnyékoló hatást jelöli, amelyet az elektronok a mag közelében helyeznek el a negatív töltésüktől, hogy megvédjék az elektronokat a magasabb körüli pályáktól.

Ez a tulajdonság közvetlenül kapcsolódik az elemek egyéb jellemzőivel, például atomméreteikkel vagy ionok képződésére való hajlamukkal. Ily módon a hatékony nukleáris töltés fogalma jobban megérti a jelenlegi védelemnek az elemek időszakos tulajdonságaira gyakorolt ​​hatásait.

Ezen túlmenően az egynél több elektrontal rendelkező atomokban, azaz a polioelektronikus atomokban az elektronok árnyékolásának megléte az atommag protonjai (pozitív töltésű részecskék) között fennálló elektrosztatikus vonzóerők csökkenését eredményezi. és elektronok a külső szinteken.

Ezzel szemben az az erő, amellyel az elektronok egymást visszaszorítják a polioelektronikus atomokban, ellensúlyozza a mag által az ellentétesen töltött részecskékre gyakorolt ​​vonzó erők hatásait.

Mi a hatékony nukleáris töltés?

Ha egy atomról van szó, amelyben csak egy elektron (hidrogén típusú) van, ez az egyetlen elektron érzékeli a mag nettó pozitív töltését. Éppen ellenkezőleg, ha egy atomnak egynél több elektronja van, akkor az összes külső elektron vonzása a nukleusz felé irányul, és ezzel egyidejűleg az ezek közötti elektronok repulziója is.

Általánosságban azt mondják, hogy minél nagyobb egy elem hatékony nukleáris töltése, annál nagyobb az elektronok és a mag közötti vonzó erők.

Hasonlóképpen, minél nagyobb ez a hatás, annál alacsonyabb az a pálya energiája, ahol ezek a külső elektronok találhatók.

A legtöbb fő csoport elem (más néven reprezentatív elem) esetében ez a tulajdonság balról jobbra növekszik, de a periódusos rendszerben felülről lefelé csökken.

Az elektronok effektív nukleáris töltésének értékének (Z _eff vagy Z *) kiszámításához a következő, Slater által javasolt egyenletet kell használni:

Z * = Z - S

Z * a tényleges nukleáris töltésre utal.

Z az atommagjában jelenlévő protonok száma (vagy atomszám).

S az elektronok átlagos száma, amelyek a mag és a vizsgált elektron között vannak (az elektronok száma, amelyek nem valencia).

A kálium hatékony nukleáris töltése

Ez azt sugallja, hogy ha 19 proton van a magjában, nukleáris töltése +19. Mivel semleges atomról beszélünk, ez azt jelenti, hogy azonos számú protonokkal és elektronokkal rendelkezik (19).

Ebben az ötletek sorrendjében a kálium effektív nukleáris töltését egy aritmetikai művelettel számítják ki, kivonva a belső elektronok számát nukleáris töltéséből, az alábbiak szerint:

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

Más szavakkal: a valencia elektronot az első szinttől 2 elektron (az atomhoz legközelebb eső), 8 elektron a második szinttől és további 8 elektron védi a harmadik és az utolsó előtti szinttől; vagyis ezek a 18 elektronok árnyékoló hatást fejtenek ki, amely megvédi az utolsó elektronot a mag által rá kifejtett erőktől.

Amint látható, egy elem tényleges nukleáris töltésének az értékét az oxidációs számával lehet meghatározni. Meg kell jegyezni, hogy egy adott elektronra (bármilyen energiaszinten) a tényleges nukleáris töltés kiszámítása eltér.

Példák a kálium hatékony nukleáris töltésére

Íme két példa a tényleges nukleáris töltés kiszámításához, amelyet egy adott valencia elektron észlel egy kálium atomon.

- Először, elektronkonfigurációját a következő sorrendben fejezzük ki: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4 f) (5 s, 5 p) és így tovább.

- A csoporttól jobbra nem lévõ elektron (ns, np) nem járul hozzá a számításhoz.

- A csoport minden elektronja (ns, np) 0,35. Az (n-1) szint minden elektronja 0,85-re járul hozzá.

- Minden (n-2) vagy annál alacsonyabb szintű elektron hozzájárul 1,00-hoz.

- Ha a védett elektron egy (nd) vagy (nf) csoportban van, akkor a csoport minden egyes elektronja az (nd) vagy (nf) csoport bal oldalán 1,00.

Így a számítás kezdődik:

Első példa

Abban az esetben, ha az atom legkülső héjában az egyetlen elektron a 4 s-es pályán helyezkedik el, annak tényleges nukleáris töltését az alábbiak szerint lehet meghatározni:

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

Ezután kiszámítják a legkülső szinthez nem tartozó elektronok átlagos számát:

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

Az S értékét figyelembe véve folytatjuk a Z * kiszámítását:

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

Második példa

Ebben a második esetben az egyetlen vegyértékű elektron a 4 s-es pályán található. A hatékony nukleáris töltése ugyanúgy meghatározható:

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

Meg kell számítani a nem-valens elektronok átlagos számát:

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

Végül S értékével kiszámolhatjuk a Z * -ot:

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

következtetés

Összehasonlítva az előző eredményeket, megfigyelhető, hogy a 4 s-es keringőben található elektron az erõsebb atomokkal vonzza az atommagját, mint azok, amelyek vonzzák a 3 d-es keringõben található elektronot. Ezért a 4 s-es keringő elektronjának energiája alacsonyabb, mint a 3 d-es keringőben.

Ennélfogva arra a következtetésre jutott, hogy egy elektron a 4 s-es pályán alaphelyzetben helyezkedhet el, míg a 3 d-es pályán gerjesztett állapotban lehet.

Irodalom

1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről
2. Chang, R. (2007). Kémia. Kilencedik kiadás (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012). Kémiai kötések és kötvények energia. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
4. Felületsimító. G. (2015). George Facer Edexcel A szintű kémiai hallgatója - 1. könyv. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
5. Raghavan, PS (1998). Fogalmak és problémák a szervetlen kémiában. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről