Carica nucleare efficace si riferisce alla carica sentita dagli elettroni di un atomo del multi-elettrone più esterno (valence) dopo aver preso in considerazione il numero di elettroni che circondano il nucleo di schermatura. La formula per calcolare la carica nucleare effettiva per un singolo elettrone è "Z = Z - S", dove Z è la carica nucleare efficace, Z è il numero di protoni nel nucleo e S è la quantità media di densità dell'elettrone fra il nucleo e l'elettrone per il quale stanno risolvendo.
Ad esempio, è possibile utilizzare questa formula per trovare la carica nucleare effettiva per un elettrone in litio, in particolare il "2s" dell'elettrone.
Istruzioni
• Determinare che il valore di Z. Z è il numero di protoni nel nucleo dell'atomo, che determina la carica positiva del nucleo. Il numero di protoni nel nucleo di un atomo è noto anche come il numero atomico, che può essere trovato sulla tavola periodica degli elementi.
Nell'esempio, il valore di Z per litio è 3.
• Trovare il valore di S utilizzando le regole di Slater, che forniscono valori numerici per il concetto di carica nucleare efficace. Questo è possibile scrivere la configurazione elettronica dell'elemento nel seguente ordine e raggruppamenti: (1s) (2s, 2P) (3s, 3P) (3d) (4s, 4P) (4D), (4f), (5s, 5p), (5D), (5f), ecc. I numeri in questa configurazione corrispondono al livello di guscio degli elettroni nell'atomo (quanto lontano gli elettroni sono dal nucleo) e le lettere corrispondono alla forma specificata dell'orbita di un elettrone. In termini semplificati, "s" è una forma sferica orbitale, "p" è simile a una figura 8 con due lobi, "d" è simile a una figura 8 con una ciambella intorno al centro e due figura 8s che bisecare vicenda è simile a "f".
Nell'esempio, litio ha tre elettroni e la configurazione elettronica simile a questo: (1s) 2, (2s) 1, cioè ci sono due elettroni al primo livello di shell, sia con forme sferiche orbitale e un elettrone (il fuoco di questo esempio) al secondo livello di shell, anche con una forma sferica.
• Assegnare un valore a elettroni secondo il loro livello di shell e orbitale forma. Gli elettroni in un'orbita "s" o "p" in shell stessa come l'elettrone, per cui si sta risolvendo contribuiscono 0.35, gli elettroni in una "s" o orbitale "p" nella shell un livello energetico inferiore contribuiscono 0.85, e gli elettroni in una "s" o "p" orbitale in gusci due livelli di energia e bassa contribuiscono 1. Gli elettroni in una "d" o "f" orbitale in shell stessa come l'elettrone, per cui si sta calcolando contribuiscono 0.35, e gli elettroni in una "d" o "f" orbitale in tutti i livelli di energia inferiori contribuiscono 1. Gli elettroni nelle coperture superiori dell'elettrone per il quale si sta risolvendo non contribuiscono alla schermatura.
Nell'esempio, ci sono due elettroni nel guscio che è un livello di energia inferiore del guscio dell'elettrone per il quale si sta risolvendo, e hanno entrambi gli orbitali "s". In base alle regole di Slater, questi due elettroni ogni contribuiscono 0.85. Non includere il valore per l'elettrone per il quale stanno risolvendo.
• Calcolare il valore di S sommando i numeri che è stato assegnato a ogni elettrone utilizzando le regole di Slater.
Per il nostro esempio, S è uguale a 1.7 (la somma dei valori dei due elettroni che contiamo)
• Sottrarre S da Z per trovare la carica nucleare efficace, Z *.
In esempio di utilizzo di un atomo di litio, Z è uguale a 3 (il numero atomico del litio) e S è uguale a 1.7. Modificando le variabili nella formula i valori corretti per l'esempio, diventa Z = 3-1.7. Il valore di Z (e così la carica nucleare efficace della 2T elettrone in un atomo di litio) è 1.3.