NộI Dung
Điện tích hạt nhân hiệu quả đề cập đến điện tích được cảm nhận bởi các electron (hóa trị) ngoài cùng của nguyên tử đa electron sau khi tính đến số lượng electron che chắn bao quanh hạt nhân. Công thức tính điện tích hạt nhân hiệu quả cho một electron là "Zeff = Z - S ", trong đó Zeff là điện tích hạt nhân hiệu dụng, Z là số lượng proton trong hạt nhân và S là lượng mật độ electron trung bình giữa hạt nhân và electron mà bạn đang giải quyết.
Ví dụ, bạn có thể sử dụng công thức này để tìm điện tích hạt nhân hiệu quả cho một electron trong lithium, cụ thể là electron "2s".
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Tính toán cho điện tích hạt nhân hiệu quả là Zeff = Z - S. Zeff là điện tích hiệu dụng, Z là số nguyên tử và S là giá trị điện tích từ Quy tắc Slaters.
Xác định giá trị của Z. Z là số proton trong hạt nhân của nguyên tử, xác định điện tích dương của hạt nhân. Số lượng proton trong hạt nhân của một nguyên tử còn được gọi là số nguyên tử, có thể được tìm thấy trong bảng tuần hoàn các nguyên tố.
Trong ví dụ, giá trị của Z đối với lithium là 3.
Tìm giá trị của S bằng cách sử dụng Quy tắc Slaters, cung cấp các giá trị số cho khái niệm điện tích hạt nhân hiệu quả. Điều này có thể được thực hiện bằng cách viết ra cấu hình electron của nguyên tố theo thứ tự và các nhóm sau: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f), v.v ... Các số trong cấu hình này tương ứng với mức độ vỏ của các electron trong nguyên tử (các electron cách hạt nhân bao xa) và các chữ cái tương ứng với hình dạng đã cho của một quỹ đạo electron. Nói một cách đơn giản, "s" là hình dạng quỹ đạo hình cầu, "p" giống hình 8 với hai thùy, "d" giống hình 8 với một cái bánh rán quanh trung tâm và "f" giống như hai hình số 8 chia đôi .
Trong ví dụ, lithium có ba electron và cấu hình electron trông như thế này: (1s) 2, (2s) 1, nghĩa là có hai electron ở cấp độ vỏ thứ nhất, cả hai đều có hình dạng quỹ đạo hình cầu và một electron (trọng tâm của ví dụ này) ở cấp độ vỏ thứ hai, cũng với hình dạng hình cầu.
Gán một giá trị cho các electron theo mức độ vỏ và hình dạng quỹ đạo của chúng. Các electron trong quỹ đạo "s" hoặc "p" trong cùng lớp vỏ với electron mà bạn đang giải quyết đóng góp 0,35, các electron trong quỹ đạo "s" hoặc "p" trong lớp vỏ năng lượng thấp hơn đóng góp 0,85 và các electron trong một quỹ đạo "s" hoặc "p" trong vỏ hai mức năng lượng và đóng góp thấp hơn 1. Các electron trong quỹ đạo "d" hoặc "f" trong cùng lớp vỏ với electron mà bạn tính toán đóng góp 0,35 và electron trong "d" hoặc quỹ đạo "f" ở tất cả các mức năng lượng thấp hơn đóng góp 1. Các electron trong vỏ cao hơn electron mà bạn đang giải quyết không góp phần che chắn.
Trong ví dụ, có hai electron trong lớp vỏ thấp hơn một mức năng lượng so với lớp vỏ của electron mà bạn đang giải quyết và cả hai đều có quỹ đạo "s". Theo quy tắc Slaters, hai electron này mỗi phần đóng góp 0,85. Không bao gồm giá trị cho điện tử mà bạn đang giải quyết.
Tính giá trị của S bằng cách cộng các số bạn đã gán cho mỗi electron bằng Quy tắc Slaters.
Ví dụ của chúng tôi, S bằng 0,85 + 0,85 hoặc 1,7 (tổng giá trị của hai điện tử đang đếm)
Trừ S khỏi Z để tìm điện tích hạt nhân hiệu quả, Zeff.
Trong ví dụ sử dụng nguyên tử liti, Z bằng 3 (số nguyên tử của liti) và S bằng 1,7. Bằng cách thay đổi các biến trong công thức thành các giá trị chính xác cho ví dụ, nó trở thành Zeff = 3 - 1.7. Giá trị của Zeff (và do đó điện tích hạt nhân hiệu dụng của electron 2s trong nguyên tử lithium) là 1,3.