Carga nuclear efectiva, Cálculo de la carga nuclear efectiva, Ejemplo, Valores

La carga nuclear efectiva es la carga positiva neta experimentada por un electrón en un átomo de múltiples electrones. El término "efectivo" se usa porque el efecto de apantallamiento de los electrones con carga negativa impide electrones orbitales más alto de experimentar la carga nuclear completo por el efecto repelente de los electrones de la capa interior. La carga nuclear efectiva experimentada por el electrón cáscara externa es también llamado el cargo básico. Es posible determinar la fuerza de la carga nuclear mirando el número de oxidación del átomo.

Cálculo de la carga nuclear efectiva

En un átomo con un electrón, ese electrón experimenta la carga completa del núcleo positivo. En este caso, la carga nuclear efectiva puede calcularse a partir de la ley de Coulomb.

Sin embargo, en un átomo con muchos electrones los electrones exteriores son atraídos al mismo tiempo para el núcleo positivo y repelidos por los electrones cargados negativamente. La carga nuclear efectiva en tal un electrón está dada por la siguiente ecuación:

donde

 Z es el número de protones en el núcleo, y S es el número promedio de electrones entre el núcleo y el electrón en cuestión.

S se puede encontrar mediante la aplicación sistemática de varios conjuntos de reglas, el más simple de lo que se conoce como "reglas de Slater". Douglas Hartree define la Z eficaz de un método de Hartree Fock-orbital para ser:

donde

 H es el radio medio de la órbita para el hidrógeno, y Z es el radio medio del orbital para una configuración electrónica con Z. carga nuclear

Nota: Zeff también se escribe a menudo Z *.

Ejemplo

Considere la posibilidad de un catión de sodio, un anión de flúor, y un átomo de neón neutro. Cada uno tiene 10 electrones, y el número de electrones nonvalence es 2, pero la carga nuclear efectiva varía porque cada uno tiene un número atómico diferente:

Por lo tanto, el catión de sodio tiene la carga más grande efectiva nuclear, y por lo tanto el radio atómico más pequeño.

Valores

Los valores actualizados de las constantes de detección fueron proporcionados por Clementi et al.