EFFEKTIV NUKLEAR LADNING AF KALIUM: HVAD DET ER OG EKSEMPLER - KEMI

Den effektive atomladning af kalium er +1. Den effektive nukleare ladning er den samlede positive ladning, der opfattes af et elektron, der hører til et atom med mere end et elektron. Udtrykket "effektiv" beskriver den afskærmende virkning, som elektroner udøver i nærheden af kernen, fra deres negative ladning, for at beskytte elektroner mod højere orbitaler.

Denne egenskab er direkte relateret til andre egenskaber ved elementer, såsom deres atomdimension eller deres disposition til at danne ioner. På denne måde giver forestillingen om effektiv nuklear ladning en bedre forståelse af konsekvenserne af den beskyttelse, der findes på elementernes periodiske egenskaber.

Desuden producerer eksistensen af afskærmningen af elektronerne i atomer, der har mere end et elektron, dvs. i polyelektroniske atomer, et fald i de elektrostatiske, attraktive kræfter, der findes mellem protonerne (positivt ladede partikler) i atomkernen. og elektroner på ydre niveauer.

I modsætning hertil modvirker den kraft, hvormed elektronerne afviser hinanden i polyelektroniske atomer, virkningerne af attraktive kræfter, der udøves af kernen på disse modsat ladede partikler.

Hvad er den effektive atomafgift?

Når det drejer sig om et atom, der kun har et elektron (brintype), opfatter denne enkelt elektron den netto positive ladning af kernen. Tværtimod, når et atom har mere end et elektron, oplever det alle eksterne elektroners tiltrækning mod kernen og samtidig frastødning mellem disse elektroner.

Generelt siges det, at jo større den effektive nukleare ladning af et element er, jo større er de attraktive kræfter mellem elektronerne og kernen.

Tilsvarende, jo større denne effekt er, jo lavere er energien, der hører til orbitalen, hvor disse ydre elektroner er placeret.

For de fleste hovedgruppeelementer (også kaldet repræsentative elementer) øges denne egenskab fra venstre til højre, men falder fra top til bund i den periodiske tabel.

For at beregne værdien af den effektive nukleare ladning af et elektron (Z _eff eller Z *) bruges følgende ligning foreslået af Slater:

Z * = Z - S

Z * henviser til den effektive atomladning.

Z er antallet af protoner, der er til stede i atomkernen (eller atomnummeret).

S er det gennemsnitlige antal elektroner, der er mellem kernen og det elektron, der studeres (antal elektroner, der ikke er valens).

Effektiv nuklear ladning af kalium

Dette indebærer, at med 19 protoner i sin kerne, er dens atomladning +19. Når vi taler om et neutralt atom, betyder det, at det har det samme antal protoner og elektroner (19).

I denne idérækkefølge beregnes den effektive nukleare ladning af kalium ved en aritmetisk operation ved at trække antallet af interne elektroner fra dens nukleare ladning som udtrykt nedenfor:

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

Med andre ord er valenselektronet beskyttet af 2 elektroner fra det første niveau (det, der er tættest på kernen), 8 elektroner fra det andet niveau og 8 flere elektroner fra det tredje og næstsidste niveau; det vil sige, disse 18 elektroner udøver en afskærmningseffekt, der beskytter den sidste elektron mod de kræfter, der udøves af kernen på den.

Som det kan ses, kan værdien af den faktiske nukleare ladning af et element bestemmes ved dens oxidationsnummer. Det skal bemærkes, at beregningen af den effektive atomladning er forskellig for et specifikt elektron (på ethvert energiniveau).

Eksempler på effektiv nuklear ladning af kalium forklaret

Her er to eksempler til beregning af den effektive nukleare ladning, der opfattes af en given valenselektron på et kaliumatom.

- For det første udtrykkes dens elektroniske konfiguration i følgende rækkefølge: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4 f)) (5 s, 5 p) og så videre.

- Intet elektron til højre for gruppen (ns, np) bidrager til beregningen.

- Hver elektron i gruppen (ns, np) bidrager med 0,35. Hver elektron på (n-1) niveau bidrager med 0,85.

- Hver elektron på niveau (n-2) eller lavere bidrager med 1,00.

- Når det beskyttede elektron er i en gruppe (nd) eller (nf), bidrager hver elektron fra en gruppe til venstre for gruppen (nd) eller (nf) 1,00.

Således begynder beregningen:

Første eksempel

I det tilfælde, at det eneste elektron i atomets yderste skal er i 4 s orbital, kan dets effektive atomladning bestemmes som følger:

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

Derefter beregnes det gennemsnitlige antal elektroner, der ikke hører til det yderste niveau:

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

Ved at tage værdien af S fortsætter vi med at beregne Z *:

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

Andet eksempel

I dette andet tilfælde er den eneste valenselektron i 4 s-bane. Dens effektive atomladning kan bestemmes på samme måde:

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

Igen beregnes det gennemsnitlige antal ikke-valenselektroner:

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

Endelig med værdien af S kan vi beregne Z *:

Z * = 19.00 - 18.00 = 1.00

konklusion

Ved at sammenligne de tidligere resultater kan det observeres, at elektronet, der er til stede i 4 s-orbitalen, tiltrækkes af atomens kerne af kræfter, der er større end dem, der tiltrækker det elektron, der er placeret i den 3 d-orbitale. Derfor har elektronet i 4 s orbital lavere energi end det i 3 d orbital.

Det konkluderes således, at et elektron kan være placeret i 4 s orbital i sin jordtilstand, medens det i 3 d orbital er i en ophidset tilstand.

Referencer

Wikipedia. (2018). Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org
Chang, R. (2007). Kemi. 9. udgave (McGraw-Hill).
Sanderson, R. (2012). Kemiske obligationer og obligationer energi. Gendannes fra books.google.co.ve
Facer. G. (2015). George Facer's Edexcel A Level Chemistry Student - Bog 1. Gendannet fra books.google.co.ve
Raghavan, PS (1998). Begreber og problemer i uorganisk kemi. Gendannes fra books.google.co.ve

EFFEKTIV NUKLEAR LADNING AF KALIUM: HVAD DET ER OG EKSEMPLER - KEMI - 2025