Ποιο είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο που αντιμετωπίζουν τα ηλεκτρόνια σθένους;
Παράγοντες που επηρεάζουν το Zeff:
* Αριθμός ηλεκτρονίων πυρήνα: Όσο περισσότερα ηλεκτρόνια πυρήνα υπάρχουν, τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση θωράκισης, με αποτέλεσμα το χαμηλότερο Zeff.
* Κύριος κβαντικός αριθμός (n) του ηλεκτρονίου σθένους: Τα ηλεκτρόνια σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας (μεγαλύτερα n) βιώνουν ένα ασθενέστερο Zeff επειδή είναι πιο μακριά από τον πυρήνα και προστατεύονται αποτελεσματικότερα από τα ηλεκτρόνια πυρήνα.
* Διαμόρφωση ηλεκτρονίων: Τα ηλεκτρόνια σε υποβρύχια με υψηλότερο αζιμουθιακό κβαντικό αριθμό (L) θωρακίζονται πιο αποτελεσματικά, με αποτέλεσμα το χαμηλότερο Zeff.
Υπολογισμός του zeff:
Ο Zeff μπορεί να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας τους κανόνες του Slater, οι οποίοι παρέχουν ένα σύνολο εμπειρικών σταθερών για να υπολογίσουν το αποτέλεσμα θωράκισης.
Συνέπειες του Zeff:
* Ατομική ακτίνα: Το υψηλότερο Zeff οδηγεί σε μικρότερη ατομική ακτίνα καθώς τα ηλεκτρόνια σθένους τραβούν πιο κοντά στον πυρήνα.
* ενέργεια ιονισμού: Το υψηλότερο Zeff οδηγεί σε υψηλότερη ενέργεια ιονισμού, καθώς απαιτεί περισσότερη ενέργεια για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρόνου σθένους.
* Ηλεκτροργατιστικότητα: Το υψηλότερο Zeff οδηγεί σε υψηλότερη ηλεκτροαρνητικότητα, καθώς το άτομο έχει ισχυρότερη έλξη για τα ηλεκτρόνια.
* Χημική αντιδραστικότητα: Ο Zeff διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό της χημικής αντιδραστικότητας ενός στοιχείου.
Παράδειγμα:
Εξετάστε το νάτριο (NA), το οποίο έχει 11 πρωτόνια (z =11) και μια ηλεκτρονική διαμόρφωση του 1S²2S2P⁶3S¹. Το ηλεκτρόνιο σθένους στο τροχιακό 3S βιώνει ένα Zeff περίπου +1, λόγω της επίδρασης θωράκισης των 10 πυρήνων ηλεκτρόνων.
Συνοπτικά, το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο που αντιμετωπίζει τα ηλεκτρόνια σθένους είναι ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει διάφορες ατομικές και χημικές ιδιότητες.
