몫:
효과적인 핵 부하 개념, 계산 방법 및 예
그 효과적인 핵 부하 (Zef)는 스크리닝과 침투의 효과에 의해 감소 된 후 전자에 핵이 가하는 인력입니다. 그러한 효과가 없다면, 전자는 실제 핵 전하 Z의 인력을 느낄 것이다..
아래 그림에서 우리는 허구의 원자에 대한 보어 (Bohr) 원자 모델을 가지고 있습니다. 그 핵은 핵 전하 Z = + n을 가지며, 주위를 도는 전자 (파란색 원)를 끌어 당긴다. 두 개의 전자가 핵에 가까운 궤도에 있고, 세 번째 전자가이 전자와 더 멀리 떨어져 있다는 것을 알 수 있습니다.
세 번째 전자는 다른 두 전자의 정전 기적 반발을 느끼기 때문에 핵이 적은 힘으로 끌어 당깁니다. 즉, 첫 번째 두 전자의 차폐의 결과로 핵 - 전자 상호 작용이 감소한다.
그러면 처음 두 전자는 전하 + n의 인력을 느끼지만, 세 번째 경험은 + (n-2)의 효과적인 핵 전하를 경험한다..
그러나 Zef는 모든 전자의 핵에 대한 거리 (반경)가 항상 일정하고 정의 된 경우에만 유효하다고 말하면서 음전하 (-1)를 찾습니다..
색인
- 1 개념
- 1.1 침투 및 선별 효과
- 2 계산 방법?
- 2.1 슬레이터의 규칙
- 3 예
- 3.1 베릴륨의 2s2 궤도 전자에 대한 Zef 결정
- 3.2 형광체의 전자에 대한 Zef 결정 3 궤도
- 4 참고
개념
양성자는 화학 원소의 핵을 정의하고, 전자는 일련의 특성 (주기율표의 그룹) 내에서의 동일성을 정의하며,.
양성자는 n + 1의 속도로 핵 전하 Z를 증가 시키며, 이것은 새로운 전자의 첨가에 의해 보상되어 원자를 안정화시킨다.
양성자의 수가 증가함에 따라, 핵은 역동적 인 전자 구름에 의해 "덮여"있다. 거기에서 순환하는 영역은 파동 함수의 방사형 및 각진 부분의 확률 분포에 의해 정의된다 ( 궤도).
이 접근법에서, 전자는 핵 주변의 공간의 한정된 영역에서 궤도를 그리지 않지만, 그들이 빠르게 회전하는 팬의 블레이드 인 것처럼, 궤도 s, p, d 및 f의 공지 된 궤도 형태로 사라진다.
이러한 이유 때문에, 전자의 음전하 -1은 궤도를 관통하는 영역에 의해 분포된다. 침투 효과가 클수록 전자가 궤도에서 겪게 될 유효 핵 전하가 더 커진다..
침투 및 스크리닝 효과
이전의 설명에 따르면, 내부 층의 전자는 외부 층으로부터의 전자의 안정화 반발에 -1의 전하를 기여하지 않는다.
그러나,이 커널 (이전에 전자로 채워진 층)은 핵의 인력이 외부 전자에 도달하는 것을 막는 "벽"역할을합니다.
이를 스크린 효과 또는 스크리닝 효과라고합니다. 또한, 외부 층의 모든 전자가 그 효과의 동일한 크기를 경험하는 것은 아니다. 예를 들어, 높은 관통 특성을 가진 궤도를 차지하면 (즉, 핵 및 다른 궤도에 매우 가깝게 이동하는 경우), 더 큰 Zef를 느낄 것입니다.
결과적으로이 궤도에 대한 Zef에 기초한 에너지 안정성 순서가 있습니다. 이것은 2p 궤도가 2s 궤도보다 높은 에너지를 가지고 있음을 의미합니다 (핵심 충전에 의해 덜 안정화됩니다).. 궤도에 의해 가해지는 침투의 효과가 낮을수록 외부 전자의 나머지에 대한 스크린 효과가 낮아진다. d와 f 궤도는 많은 구멍 (노드)을 보여주는데 핵은 다른 전자를 끌어 당긴다.. 음전하가 있다고 가정하면 모든 전자에 대한 Zef를 계산하는 공식은 다음과 같습니다. Zef = Z - σ 상기 식에서, σ는 커널 전자에 의해 결정되는 차폐 상수이다. 이것은 이론적으로 최 외곽 전자가 내부 전자의 차폐에 기여하지 않기 때문입니다. 즉, 12 전자 2s 보호막1, 2 초1 Z를 1s 전자로 보호하지 않는다.2. 언급 된 효과를 무시하고 Z = 40이면, 마지막 전자는 Zef가 1 (40-39). 슬레이터의 규칙은 원자 내의 전자에 대한 Zef 값의 좋은 근사치입니다. 적용하려면 다음 단계를 따라야합니다. 1- 원자 (또는 이온)의 전자 구성은 다음과 같이 작성되어야합니다. (1s) (2s 2p) (3s 3p) (3d) (4s 4p) (4d) (4f) ... 고려 대상의 오른쪽에있는 전자는 차폐 효과에 기여하지 않는다.. 3 - 동일한 그룹 (괄호로 표시) 내에있는 전자는 그룹 1이 아닌 한 전자의 전하를 0.35에 기여하며 그 자리에 0.30. 전자가 s 또는 p 궤도를 차지하면 모든 n-1 궤도는 0.85에 기여하고 모든 궤도는 n-2 단위. 전자가 궤도 d 또는 f를 점유하는 경우, 왼쪽에있는 모든 요소는 하나의 단위. Slater의 표현 모드에 따라 Be (Z = 4)의 전자 구성은 다음과 같습니다. (1 초2) (2s22p0) 궤도 에서처럼 두 개의 전자가 있으며, 이들 중 하나는 다른 전자의 차폐에 기여하며, 1s 궤도는 2s 궤도의 n-1입니다. 그런 다음, 대수 합계를 개발하면 다음과 같습니다. (0.35) (1) + (0.85) (2) = 2.05 0.35는 2s 전자에서 나온 것이고, 0.85는 1s에서 나온 두 전자로부터 온 것입니다. 이제 Zef 공식을 적용합니다. Zef = 4-2.05 = 1.95 이것은 무엇을 의미합니까? 그것은 2s 궤도의 전자들이2 그들은 +1.95의 대가를 치며 +4의 실제 대금 대신 핵을 끌어 당긴다.. 다시 앞의 예제와 같이 계속합니다. (1 초2) (2s22p6) (3s23p3) 이제 대수 합은 σ를 결정하기 위해 개발됩니다. (35) (4) + (0.85) (8) + (1) (2) = 10.2 따라서 Zef는 σ와 Z의 차이입니다. Zef = 15-10.2 = 4.8 결론적으로, 최신 3p 전자3 그들은 실제 것보다 3 배나 적은 부담을 경험합니다. 이 규칙에 따르면, 3s 전자2 같은 Zef를 경험해보십시오.. 그러나 실제 규칙의 계산 된 값을 근사하는 데 도움이되는 Slater 규칙이 수정되었습니다..그것을 계산하는 방법?
슬레이터의 규칙
예제들
2s 궤도 전자에 대한 Zef 결정2 베릴륨
3p 궤도에서 전자에 대한 Zef 결정3 인의
참고 문헌