EFFEKTIV KÄRNLADDNING AV KALIUM: VAD DET ÄR OCH EXEMPEL - KEMI - 2026

Den effektiva kärnkraftsladdningen av kalium är +1. Den effektiva kärnladdningen är den totala positiva laddningen som uppfattas av en elektron som tillhör en atom med mer än en elektron. Termen "effektiv" beskriver skyddseffekten som elektroner utövar nära kärnan, från deras negativa laddning, för att skydda elektroner från högre orbitaler.

Den här egenskapen är direkt relaterad till andra egenskaper hos element, såsom deras atomiska dimensioner eller deras disposition att bilda joner. På detta sätt ger begreppet effektiv kärnkraftsladdning en bättre förståelse för konsekvenserna av det skydd som finns på elementens periodiska egenskaper.

Dessutom, i atomer som har mer än en elektron - det är, i polyelektroniska atomer - ger förekomsten av skärmen av elektronerna en minskning av de elektrostatiska attraktiva krafterna som finns mellan protonerna (positivt laddade partiklar) i atomkärnan. och elektroner på yttre nivåer.

Däremot motverkar kraften med vilken elektroner avvisar varandra i polyelektroniska atomer effekterna av attraktiva krafter som utövas av kärnan på dessa motsatt laddade partiklar.

Vad är den effektiva kärnkraftsladdningen?

När det gäller en atom som bara har en elektron (vätetyp) uppfattar denna enskilda elektron kärnans nettopositiva laddning. Tvärtom, när en atom har mer än en elektron, upplever den attraktionen av alla externa elektroner mot kärnan och, samtidigt, avvisningen mellan dessa elektroner.

I allmänhet sägs det att ju större den effektiva kärnkraftsladdningen för ett element är, desto större är de attraktiva krafterna mellan elektronerna och kärnan.

På liknande sätt, ju större denna effekt, desto lägre är energin som hör till orbitalet där dessa yttre elektroner finns.

För de flesta huvudgruppselement (även kallade representativa element) ökar den här egenskapen från vänster till höger, men minskar från topp till botten i den periodiska tabellen.

För att beräkna värdet på den effektiva kärnkraftsladdningen för en elektron (Z _eff eller Z *) används följande ekvation som föreslagits av Slater:

Z * = Z - S

Z * hänvisar till den effektiva kärnkraftsladdningen.

Z är antalet protoner som finns i atomkärnan (eller atomnumret).

S är det genomsnittliga antalet elektroner mellan kärnan och den elektron som studeras (antal elektroner som inte är valens).

Effektiv kärnladdning av kalium

Detta innebär att med 19 protoner i sin kärna är dess kärnladdning +19. När vi talar om en neutral atom, betyder detta att den har samma antal protoner och elektroner (19).

I denna idéordning beräknas den effektiva kärnladdningen av kalium genom en aritmetisk operation genom att subtrahera antalet interna elektroner från dess kärnladdning såsom uttryckt nedan:

(+19 - 2 - 8 - 8 = +1)

Med andra ord skyddas valenselektronen av 2 elektroner från den första nivån (den som är närmast kärnan), 8 elektroner från den andra nivån och 8 fler elektroner från den tredje och näst sista nivån; det vill säga dessa 18 elektroner utövar en skärmande effekt som skyddar den sista elektronen från de krafter som utövas av kärnan på den.

Som framgår kan värdet på den effektiva kärnladdningen för ett element fastställas med dess oxidationsnummer. Det bör noteras att för en specifik elektron (på vilken energinivå som helst) är beräkningen av den effektiva kärnladdningen annorlunda.

Exempel på effektiv kärnladdning av kalium förklaras

Nedan följer två exempel för beräkning av den effektiva kärnkraftsladdningen som uppfattas av en given valenselektron på en kaliumatom.

- För det första uttrycks dess elektroniska konfiguration i följande ordning: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4 f) ) (5 s, 5 p) och så vidare.

- Ingen elektron till höger om gruppen (ns, np) bidrar till beräkningen.

- Varje elektron i gruppen (ns, np) bidrar med 0,35. Varje elektron på (n-1) nivå bidrar med 0,85.

- Varje elektron på nivå (n-2) eller lägre bidrar med 1,00.

- När den skyddade elektronen är i en grupp (nd) eller (nf) bidrar varje elektron i en grupp till vänster om gruppen (nd) eller (nf) 1,00.

Således börjar beräkningen:

Första exemplet

I det fall att den enda elektronen i atomens yttersta skal är i fyra bana, kan dess effektiva kärnladdning bestämmas enligt följande:

(1 s ² ) (2 s ² 2 p ⁵ ) (3 s ² 3 p ⁶ ) (3 d ⁶ ) (4 s ¹ )

Det genomsnittliga antalet elektron som inte tillhör den yttersta nivån beräknas sedan:

S = (8 x (0,85)) + (10 x 1,00)) = 16,80

Med värdet på S fortsätter vi att beräkna Z *:

Z * = 19,00 - 16,80 = 2,20

Andra exempel

I det andra fallet är den enda valenselektronen i fyra bana. Dess effektiva kärnkraftsladdning kan bestämmas på samma sätt:

(1 s ² ) (2 s ² 2 p ⁶ ) (3 s ² 3 p ⁶ ) (3 d ¹ )

Återigen beräknas det genomsnittliga antalet icke-valenselektroner:

S = (18 x (1,00)) = 18,00

Slutligen, med värdet på S, kan vi beräkna Z *:

Z * = 19.00 - 18.00 = 1.00

slutsats

Genom att göra en jämförelse av de tidigare resultaten kan det observeras att den elektron som finns i fyra kretsloppet attraheras av atomens kärna av krafter som är större än de som lockar den elektron som finns i den 3 d orbitalen. Därför har elektronen i fyra bana mindre energi än den i 3 d orbitalen.

Således dras slutsatsen att en elektron kan vara belägen i fyra bana i dess marktillstånd, medan den i 3 d orbital är i ett upphetsat tillstånd.

referenser

1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kemi. Nionde upplagan (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012). Kemiska obligationer och obligationer energi. Återställs från books.google.co.ve
4. Facer. G. (2015). George Facers Edexcel A Level Chemistry Student - Bok 1. Återställs från books.google.co.ve
5. Raghavan, PS (1998). Begrepp och problem inom oorganisk kemi. Återställs från books.google.co.ve