Διαφορά μεταξύ πυρηνικού φορτίου και αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου

Κύρια διαφορά – Πυρηνικό φορτίο έναντι αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου

Το πυρηνικό φορτίο και το ενεργό πυρηνικό φορτίο είναι δύο διαφορετικοί χημικοί όροι που χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν τις ιδιότητες των ατόμων. Τα άτομα είναι οι μικρότερες μονάδες από τις οποίες αποτελείται όλη η ύλη. Ένα άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα και ηλεκτρόνια. Ο πυρήνας αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα υποατομικά σωματίδια. Αυτά τα πρωτόνια καθορίζουν το πυρηνικό φορτίο ενός ατόμου. Τα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση γύρω από τον πυρήνα. Οι οδοί που κινούνται τα ηλεκτρόνια είναι γνωστές ως κελύφη ηλεκτρονίων. Τα εξωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων έχουν ηλεκτρόνια με ελάχιστη έλξη προς τον πυρήνα. Η πυρηνική έλξη που βιώνουν αυτά τα ηλεκτρόνια εξαρτάται από την απώθηση από τα ηλεκτρόνια του εσωτερικού κελύφους και το πυρηνικό φορτίο. Το καθαρό φορτίο που βιώνει ένα ηλεκτρόνιο εξωτερικού κελύφους είναι γνωστό ως το ενεργό πυρηνικό φορτίο. Η κύρια διαφορά μεταξύ πυρηνικού φορτίου και ενεργού πυρηνικού φορτίου είναι ότι η τιμή του ενεργού πυρηνικού φορτίου είναι πάντα χαμηλότερη από αυτή του πυρηνικού φορτίου.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το πυρηνικό φορτίο
      – Ορισμός, Εξήγηση
2. Τι είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο
      – Ορισμός, Εξήγηση, Εξίσωση για Υπολογισμό
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του πυρηνικού φορτίου και του αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Άτομο, αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο, ηλεκτρόνια, κελύφη ηλεκτρονίων, νετρόνια, πυρηνικό φορτίο, πρωτόνια, υποατομικά σωματίδια, ηλεκτρόνια σθένους

Τι είναι το Nuclear Charge

Το πυρηνικό φορτίο είναι το συνολικό φορτίο του πυρήνα. Ουσιαστικά είναι θετικό φορτίο. Αυτό συμβαίνει επειδή ο πυρήνας ενός ατόμου αποτελείται από πρωτόνια και τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα υποατομικά σωματίδια. Κάθε άτομο αποτελείται από τουλάχιστον ένα πρωτόνιο στον πυρήνα. Έτσι, το πυρηνικό φορτίο είναι πάντα θετικό φορτίο.

Ένας πυρήνας αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια (εκτός από το ισότοπο πρωτίου). Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα και τα νετρόνια είναι ουδέτερα φορτισμένα υποατομικά σωματίδια. Ένα πρωτόνιο έχει +1 ηλεκτρικό φορτίο. Ο αριθμός των πρωτονίων αυξάνεται στον περιοδικό πίνακα των στοιχείων. Επομένως το πυρηνικό φορτίο αυξάνεται ανάλογα.

Εικόνα 1:Το άτομο δευτερίου αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο στον πυρήνα του. Αυτό το μοναδικό πρωτόνιο συμβάλλει στο πυρηνικό φορτίο του Δευτερίου.

Το πυρηνικό φορτίο είναι ο κύριος λόγος για την έλξη μεταξύ πυρήνα και ηλεκτρονίων. Δεδομένου ότι το πυρηνικό φορτίο είναι θετικό, τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια έλκονται στον πυρήνα λόγω ηλεκτροστατικών δυνάμεων. Ο αριθμός των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων είναι ίσος σε ένα ουδέτερο άτομο. Με άλλα λόγια, τα ηλεκτρόνια εξουδετερώνουν το πυρηνικό φορτίο.

Επιπλέον, το πυρηνικό φορτίο ενός στοιχείου είναι μια σταθερή τιμή. Αυτό σημαίνει ότι, παρόλο που υπάρχουν ισότοπα σε ένα στοιχείο, το πυρηνικό φορτίο όλων αυτών των ισοτόπων είναι το ίδιο, καθώς τα ισότοπα έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων στους πυρήνες τους.

Τι είναι το Effective Nuclear Charge

Το ενεργό πυρηνικό φορτίο είναι το καθαρό φορτίο που βιώνει ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο με πολλά ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους είναι τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται πιο μακριά από τον πυρήνα. Αυτά τα ηλεκτρόνια έχουν τη μικρότερη έλξη προς τον πυρήνα λόγω της απόστασης. Επομένως, αυτά τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους έχουν ελάχιστη επίδραση από τον πυρήνα. Τα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό περίβλημα είναι γνωστά ως ηλεκτρόνια σθένους.

Σε ένα άτομο με πολλαπλά ηλεκτρόνια, υπάρχουν δυνάμεις απώθησης ηλεκτρονίου-ηλεκτρονίου εκτός από τη δύναμη έλξης ηλεκτρονίου-πυρήνα. Το καθαρό φορτίο που αντιμετωπίζει ένα ηλεκτρόνιο ή το ενεργό πυρηνικό φορτίο μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση.

Εξίσωση αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου

Z_eff =    Z   –   S

Όπου, Z_eff είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο,

Z είναι ο ατομικός αριθμός (αριθμός πρωτονίων στον πυρήνα)

S είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων θωράκισης.

Εικόνα 02:Αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο

Τα ηλεκτρόνια θωράκισης είναι τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων του εξωτερικού κελύφους. Η παραπάνω εξίσωση δείχνει το καθαρό φορτίο που προκύπτει αφαιρώντας την απώθηση των ηλεκτρονίων του εσωτερικού κελύφους από την έλξη από τον πυρήνα.

Διαφορά μεταξύ πυρηνικού φορτίου και αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου

Ορισμός

Πυρηνικό φορτίο: Το πυρηνικό φορτίο είναι το συνολικό φορτίο του πυρήνα.

Πραγματικό πυρηνικό φορτίο: Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο είναι το καθαρό φορτίο που υφίσταται ένα ηλεκτρόνιο εξωτερικού κελύφους σε ένα άτομο.

Ηλεκτρόνια

Πυρηνικό φορτίο: Το πυρηνικό φορτίο δεν εξαρτάται από το φορτίο των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο.

Πραγματικό πυρηνικό φορτίο: Το ενεργό πυρηνικό φορτίο υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση των εσωτερικών τροχιακών ηλεκτρονίων και του πυρηνικού φορτίου.

Πρωτόνια

Πυρηνικό φορτίο: Το πυρηνικό φορτίο εξαρτάται μόνο από τον αριθμό των πρωτονίων που υπάρχουν στον πυρήνα.

Πραγματικό πυρηνικό φορτίο: Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο δεν εξαρτάται μόνο από τον αριθμό των πρωτονίων.

Τιμή

Πυρηνικό φορτίο: Η τιμή του πυρηνικού φορτίου είναι πάντα θετική και είναι υψηλότερη από την τιμή του ενεργού πυρηνικού φορτίου.

Πραγματικό πυρηνικό φορτίο: Το ενεργό πυρηνικό φορτίο είναι χαμηλότερη τιμή από αυτή του πυρηνικού φορτίου.

Συμπέρασμα

Το πυρηνικό φορτίο και το ενεργό πυρηνικό φορτίο είναι δύο διαφορετικές τιμές που υπολογίζονται σχετικά με τα άτομα χημικών στοιχείων. Το πυρηνικό φορτίο είναι το συνολικό φορτίο ενός πυρήνα. Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο είναι το καθαρό φορτίο που υφίσταται ένα ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό περίβλημα. Η κύρια διαφορά μεταξύ πυρηνικού φορτίου και ενεργού πυρηνικού φορτίου είναι ότι η τιμή του ενεργού πυρηνικού φορτίου είναι πάντα χαμηλότερη από αυτή του πυρηνικού φορτίου.