Ποιο θα είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο στον κανόνα 4S Electron του ψευδαργύρου;
1. Ηλεκτρονική διαμόρφωση ψευδαργύρου:
Ο ψευδάργυρος (Zn) έχει έναν ατομικό αριθμό 30. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του είναι:
1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 4S2 3D⁰⁰
2. Εφέ θωράκισης:
Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο είναι το καθαρό θετικό φορτίο που βιώνει ένα ηλεκτρόνιο. Μειώνεται από το πραγματικό πυρηνικό φορτίο λόγω της επίδρασης θωράκισης άλλων ηλεκτρονίων στο άτομο. Τα ηλεκτρόνια σε εσωτερικά κελύφη (πιο κοντά στον πυρήνα) εξωτερικά ηλεκτρόνια από το πλήρες πυρηνικό φορτίο.
* ηλεκτρόνια πυρήνα: Τα ηλεκτρόνια πυρήνα σε ψευδάργυρο είναι αυτά στα 1s, 2s, 2p και 3s, 3p τροχιακά. Αυτά τα ηλεκτρόνια προστατεύουν αποτελεσματικά τα ηλεκτρόνια 4s.
* ηλεκτρόνια σθένους: Τα ηλεκτρόνια 4S και 3D θεωρούνται ηλεκτρόνια σθένους. Ενώ προστατεύουν ο ένας τον άλλον σε κάποιο βαθμό, το αποτέλεσμα είναι μικρότερο από αυτό των πυρήνων.
3. Κανόνες του Slater:
Οι κανόνες του Slater παρέχουν έναν τρόπο εκτίμησης της σταθεράς θωράκισης που αντιπροσωπεύει τη μείωση του πυρηνικού φορτίου λόγω θωράκισης.
* ηλεκτρόνια πυρήνα: Κάθε ηλεκτρόνιο πυρήνα συμβάλλει 0,35 στη σταθερά θωράκισης.
* ηλεκτρόνια σθένους: Κάθε ηλεκτρόνιο σθένους στην ίδια ομάδα με το ηλεκτρόνιο που θεωρείται συμβάλλει 0,35 και κάθε ηλεκτρόνιο σθένους σε διαφορετική ομάδα συμβάλλει 0,85.
4. Υπολογισμός της σταθεράς θωράκισης:
* ηλεκτρόνια πυρήνα: Υπάρχουν 18 ηλεκτρόνια πυρήνα (2 + 2 + 6 + 2 + 6 =18)
* ηλεκτρόνια σθένους: Το ηλεκτρόνιο 4S είναι στην ίδια ομάδα με το άλλο ηλεκτρόνιο 4S, συμβάλλοντας 0,35.
Επομένως, η συνολική σταθερά θωράκισης είναι:
S =(18 * 0,35) + (0,35) =6,3 + 0,35 =6,65
5. Υπολογισμός αποτελεσματικού πυρηνικού φορτίου (ZEFF):
Zeff =z - s
Οπου:
* Z =Ατομικός αριθμός (30 για ψευδάργυρο)
* S =σταθερή θωράκιση (6.65)
Zeff =30 - 6.65 =23.35
Επομένως, το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο στο ηλεκτρόνιο 4S του ψευδαργύρου είναι περίπου +23,35.
