La charge nucléaire effective fait référence à la charge ressentie par les électrons (de valence) les plus externes d'un atome multi-électron après avoir pris en compte le nombre d'électrons de blindage qui entourent le noyau. La formule de calcul de la charge nucléaire effective pour un électron unique est "Zeff = Z - S", où Zeff est la charge nucléaire effective, Z le nombre de protons dans le noyau et S la moyenne quantité de densité électronique entre le noyau et l'électron pour lequel vous résolvez. Par exemple, vous pouvez utiliser cette formule pour trouver la charge nucléaire effective d'un électron dans le lithium, en particulier l'électron «2s».

TL: DR (Trop long, pas lu)

Le calcul de la charge nucléaire effective est Zeff = Z - S. Zeff est la charge effective, Z est le numéro atomique, et S est la valeur de charge des règles de Slater.

Trouver Z: Nombre atomique

Détermine la valeur de Z. Z est le nombre de protons dans le noyau de l'atome, qui détermine le positif du noyau. charge. Le nombre de protons dans le noyau d'un atome est également connu sous le nom de nombre atomique, qui peut être trouvé sur le tableau périodique des éléments. Dans l'exemple, la valeur de Z pour le lithium est 3.
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Trouver S: Règles de Slater

Trouver la valeur de S en utilisant les règles de Slater, qui fournissent des valeurs numériques pour le concept de charge nucléaire efficace. Ceci peut être accompli en écrivant la configuration électronique de l'élément dans l'ordre et les groupes suivants: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f), etc. Les nombres dans cette configuration correspondent au niveau de la coquille des électrons dans l'atome (à quelle distance les électrons sont éloignés du noyau) et les lettres correspondent à la forme donnée de l'orbite d'un électron. En termes simplifiés, "s" est une forme orbitale sphérique, "p" ressemble à un chiffre 8 avec deux lobes, "d" ressemble à un chiffre 8 avec un beignet autour du centre, et "f" ressemble à deux 8 qui se divisent Dans l'exemple, le lithium a trois électrons et la configuration électronique ressemble à ceci: (1s) 2, (2s) 1, ce qui signifie qu'il y a deux électrons au premier niveau de la coquille, tous les deux avec des formes orbitales sphériques, et un électron (le foyer de cet exemple) sur le deuxième niveau de la coquille, également avec une forme sphérique.

Trouver S: assigner des valeurs d'électrons

Attribuer une valeur aux électrons en fonction de leur coquille niveau et forme orbitale. Les électrons dans une orbite "s" ou "p" dans la même enveloppe que l'électron pour lequel vous résolvez contribuent 0,35, les électrons dans une orbitale "s" ou "p" dans la coque un niveau d'énergie inférieur contribuent 0,85, et les électrons dans une orbitale "s" ou "p" dans les coques deux niveaux d'énergie et plus bas contribuent 1. Les électrons dans une orbitale "d" ou "f" dans la même coquille que l'électron pour lequel vous calculez contribuent 0,35, et les électrons dans une orbitale "d" ou "f" dans tous les niveaux d'énergie inférieurs contribue à 1. Les électrons dans les obus supérieurs à l'électron pour lequel vous résolvez ne contribuent pas à la protection.

Dans l'exemple, il y a deux électrons dans la coquille qui est un niveau d'énergie inférieur à la coquille de l'électron pour lequel vous résolvez, et ils ont tous les deux des orbitales "s". Selon les règles de Slater, ces deux électrons contribuent chacun 0,85. N'incluez pas la valeur de l'électron pour lequel vous résolvez.

Trouvez S: Ajoutez des valeurs ensemble

Calculez la valeur de S en additionnant les nombres que vous avez assignés à chaque électron en utilisant les règles de Slater Pour notre exemple, S est 0,85 + 0,85, ou 1,7 (la somme des valeurs des deux électrons que nous comptons)

Soustraire S de Z

Soustraire S de Z pour trouver la charge nucléaire effective, Zeff. Dans l'exemple utilisant un atome de lithium, Z est égal à 3 (le nombre atomique de lithium) et S est égal à 1,7. En changeant les variables dans la formule pour les valeurs correctes pour l'exemple, il devient Zeff = 3 - 1.7. La valeur de Zeff
(et donc la charge nucléaire effective de l'électron 2s dans un atome de lithium) est de 1,3.