Koruma etkisi - Shielding effect

Koruyucu etki bazen şu şekilde ifade atom koruyucu ya da elektron koruyucu bir arasında bir çekim tarif elektron ve çekirdeğin birden fazla herhangi bir atom elektron . Koruyucu etki , atomdaki elektronlar üzerindeki çekim kuvvetlerindeki farklılığa bağlı olarak elektron bulutu üzerindeki etkili nükleer yükte bir azalma olarak tanımlanabilir . Elektrik alan taramasının özel bir halidir . Bu etki, malzeme bilimlerindeki birçok projede de bir miktar öneme sahiptir.

Elektron kabuğu başına güç

Elektron kabukları uzayda ne kadar genişse, elektronlar ve çekirdek arasındaki perdeleme nedeniyle elektrik etkileşimi o kadar zayıftır. Genel olarak elektron kabuklarını (s, p, d, f) bu şekilde sipariş edebiliriz

${\ displaystyle S (\ mathrm {s})> S (\ mathrm {p})> S (\ mathrm {d})> S (\ mathrm {f})}$ ,

burada S , belirli bir yörüngenin geri kalan elektronlara sağladığı tarama gücüdür.

Açıklama

Olarak , hidrojen , ya da herhangi bir başka atom grubu 1A ve periyodik tablonun (tek olan valans elektron ), elektron kuvvet kadar büyük elektromanyetik çekim atomun çekirdeğinden. Daha fazla elektron söz konusu olduğunda, ancak, (her bir elektron n ^th - kabuk ) 1 ila kabukları diğer elektronların elektromanyetik pozitif çekirdeğinden gözde değil, aynı zamanda itme kuvvetleri sadece karşılaşır n . Bu, dış kabuklardaki elektronlar üzerindeki net kuvvetin büyüklük olarak önemli ölçüde daha küçük olmasına neden olur; bu nedenle, bu elektronlar çekirdeğe daha yakın elektronlar kadar çekirdeğe güçlü bir şekilde bağlı değildir. Bu fenomen genellikle yörünge penetrasyon etkisi olarak adlandırılır. Ekranlama teorisi ayrıca değerlik kabuğu elektronlarının neden atomdan daha kolay çıkarıldığının açıklamasına da katkıda bulunur .

Ek olarak, aynı temel enerji seviyesindeki alt seviyeler arasında meydana gelen bir koruyucu etki de vardır . S-alt seviyesindeki bir elektron, aynı temel enerji seviyesinin p-alt seviyesindeki elektronları koruyabilir. Bunun nedeni s-orbitalinin küresel şeklidir. Ancak bunun tersi doğru değildir; p-orbitalinden gelen elektronlar bir s-orbitalindeki elektronları koruyamaz.

Koruma etkisinin boyutunu, kuantum mekaniğinin etkilerinden dolayı tam olarak hesaplamak zordur . Bir yaklaşım olarak, her bir elektron üzerindeki etkin nükleer yükü aşağıdaki şekilde tahmin edebiliriz :

${\ displaystyle Z _ {\ mathrm {eff}} = Z- \ sigma \,}$

Burada Z, çekirdekteki proton sayısı ve çekirdek ve söz konusu elektron arasında elektron ortalama sayısıdır. kuantum kimyası ve Schrödinger denklemi kullanılarak veya Slater'in ampirik formülleri kullanılarak bulunabilir . ${\ displaystyle \ sigma \,}$${\ displaystyle \ sigma \,}$

Gelen Rutherford saçılma spektroskopisi tarama modifiye eden olay iyonu ve büyük mesafelerde hedef çekirdeği arasındaki Coulomb itmeyi elektron nedeniyle düzeltme. İç elektronun dış elektron üzerinde oluşturduğu itme etkisidir.

Ayrıca bakınız

• Atomik numara
• Çekirdek şarj
• Etkin nükleer yük
• Asil gaz bileşiği
• Sterik etkiler
• Lantanid kasılması
• d-blok kasılması (veya skandit kasılması)

Referanslar

• L. Brown, Theodore; H. Eugene LeMay Jr; Bruce E. Bursten; Julia R. Burdge (2003). Kimya: Merkez Bilim (8. baskı). ABD: Pearson Education. ISBN   0-13-061142-5 . Arşivlenmiş orijinal 2011-07-24 tarihinde.
• Thomas, Dan (1997-10-09). "H (Z = 1) 'den Lw (Z = 103)' e Atomlardaki Elektronların Korunması" . Guelph Üniversitesi . Erişim tarihi: 2018-07-12 .
• Peter Atkins ve Loretta Jones, Kimyasal ilkeler: içgörü arayışı [Koruma etkisindeki çeşitlilik]