Ποιο είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο για ένα ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό κέλυφος ενός ατόμου φθορίου F;
1. Κατανοήστε το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο
Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο είναι το καθαρό θετικό φορτίο που βιώνει ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο. Είναι λιγότερο από το πραγματικό πυρηνικό φορτίο (ο αριθμός των πρωτονίων) λόγω της επίδρασης θωράκισης των εσωτερικών ηλεκτρονίων.
2. Προσδιορίστε τον ατομικό αριθμό φθορίου
Το φθόριο (F) έχει ατομικό αριθμό 9, που σημαίνει ότι έχει 9 πρωτόνια.
3. Προσδιορίστε τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων του φθορίου
Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του φθορίου είναι 1S2 2S2 2P⁵. Αυτό σημαίνει ότι έχει:
* 2 ηλεκτρόνια στο κέλυφος 1s
* 2 ηλεκτρόνια στο κέλυφος 2S
* 5 ηλεκτρόνια στο κέλυφος 2p
4. Υπολογίστε τη σταθερά θωράκισης
Η σταθερά θωράκισης αντιπροσωπεύει την ποσότητα θωράκισης που παρέχεται από τα εσωτερικά ηλεκτρόνια. Μια καλή προσέγγιση για τη σταθερά θωράκισης είναι:
* ηλεκτρόνια πυρήνα: Κάθε ηλεκτρόνιο πυρήνα συνεισφέρει περίπου 0,35 στη σταθερά θωράκισης.
* ηλεκτρόνια στο ίδιο κέλυφος: Τα ηλεκτρόνια στο ίδιο κέλυφος συμβάλλουν περίπου στο 0,35 στη σταθερά θωράκισης.
* ηλεκτρόνια σε υποβρύχια με υψηλότερους κβαντικούς αριθμούς αρχής: Αυτά συμβάλλουν μόνο ελαφρώς στη σταθερά θωράκισης.
Για το φθόριο, η σταθερά θωράκισης μπορεί να εκτιμηθεί ως:
* 2 ηλεκτρόνια στο κέλυφος 1S:2 * 0.35 =0.7
* 2 ηλεκτρόνια στο κέλυφος 2S:2 * 0.35 =0.7
* 4 ηλεκτρόνια στο κέλυφος 2p:4 * 0.35 =1.4
Συνολική σταθερά θωράκισης (ες) =0,7 + 0,7 + 1,4 =2,8
5. Υπολογίστε το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο (zeff)
Zeff =z (πραγματικό πυρηνικό φορτίο) - S (σταθερή θωράκιση)
Zeff =9 - 2.8 = 6.2
Επομένως, το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο που βιώνει ένα ηλεκτρόνιο στο εξώτατο κέλυφος ενός ατόμου φθορίου είναι περίπου 6,2.
