โหลดของโพแทสเซียมนิวเคลียร์อย่างมีประสิทธิภาพในสิ่งที่มันประกอบด้วย (ตัวอย่าง)

โหลดโพแทสเซียมนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ คือ +1 ประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพคือประจุบวกทั้งหมดที่อิเล็กตรอนซึ่งเป็นของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งตัว นิพจน์ "ประสิทธิภาพ" อธิบายถึงการป้องกันผลกระทบที่กระทำโดยอิเล็กตรอนใกล้นิวเคลียสจากประจุลบเพื่อปกป้องอิเล็กตรอนจากวงโคจรที่สูงขึ้น.

คุณสมบัตินี้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับลักษณะอื่น ๆ ขององค์ประกอบเช่นมิติอะตอมหรือการจัดการรูปแบบไอออน ด้วยวิธีนี้ความคิดของประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพช่วยให้เกิดความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับผลของการป้องกันที่มีอยู่ในคุณสมบัติเป็นระยะขององค์ประกอบ.

นอกจากนี้ในอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่ง - นั่นคือในอะตอมโพลีอิเล็กทรอนิกส์ - การมีอยู่ของการป้องกันของอิเล็กตรอนก่อให้เกิดแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตระหว่างโปรตอน (อนุภาคที่มีประจุบวก) ของนิวเคลียสของอะตอมลดลง และอิเล็กตรอนในระดับนอก.

ในทางตรงกันข้ามแรงที่อิเล็กตรอนผลักกันในอะตอมถือว่าโพลีอิเล็คทรอนิคส์ตอบโต้ผลของแรงดึงดูดที่แรงโน้มถ่วงกระทำโดยนิวเคลียสต่ออนุภาคเหล่านี้ที่มีประจุตรงข้าม.

ดัชนี

• 1 ภาระนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพคืออะไร?
• 2 โหลดโพแทสเซียมนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ
• 3 ตัวอย่างที่อธิบายของการโหลดโพแทสเซียมนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ
  • 3.1 ตัวอย่างแรก
  • 3.2 ตัวอย่างที่สอง
  • 3.3 สรุป
• 4 อ้างอิง

โหลดนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพคืออะไร??

เมื่อมันเป็นอะตอมที่มีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว (ชนิดไฮโดรเจน) อิเล็กตรอนเดี่ยวนี้จะรับรู้ประจุบวกสุทธิของนิวเคลียส ในทางตรงกันข้ามเมื่ออะตอมมีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งตัวการดึงดูดของอิเล็กตรอนภายนอกทั้งหมดเข้าสู่นิวเคลียสนั้นจะเกิดขึ้นและในเวลาเดียวกันการผลักระหว่างอิเล็กตรอนเหล่านี้เข้าด้วยกัน.

โดยทั่วไปมีการกล่าวกันว่าประจุไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพของธาตุยิ่งมีความน่าดึงดูดยิ่งขึ้นระหว่างอิเล็กตรอนและนิวเคลียส.

ในทำนองเดียวกันยิ่งเกิดเอฟเฟกต์นี้มากเท่าไรก็ยิ่งมีพลังงานน้อยลงซึ่งเป็นของวงโคจรที่ซึ่งอิเล็กตรอนชั้นนอกเหล่านี้ตั้งอยู่.

สำหรับองค์ประกอบส่วนใหญ่ของกลุ่มหลัก (เรียกว่าองค์ประกอบตัวแทน) คุณสมบัตินี้เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา แต่ลดลงจากบนลงล่างในตารางธาตุ.

เพื่อคำนวณมูลค่าของประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพของอิเล็กตรอน (Z)_{เอฟเอฟ} หรือ Z *) ใช้สมการต่อไปนี้ที่ Slater นำเสนอ: 

Z * = Z - S

Z * หมายถึงโหลดนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ.

Z คือจำนวนของโปรตอนที่มีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม (หรือเลขอะตอม).

S คือจำนวนเฉลี่ยของอิเล็กตรอนที่อยู่ระหว่างนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่กำลังศึกษาอยู่ (จำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่ใช่เวเลนซ์).

โหลดโพแทสเซียมนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ

ด้านบนแสดงว่ามีโปรตอน 19 ตัวในนิวเคลียสของมันประจุนิวเคลียร์ของมันคือ +19 เมื่อเราพูดถึงอะตอมที่เป็นกลางหมายความว่ามันมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน (19).

ตามคำสั่งของความคิดนี้เรามีการคิดค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพของโพแทสเซียมคำนวณโดยการดำเนินการทางคณิตศาสตร์โดยการลบจำนวนอิเล็กตรอนภายในออกจากประจุนิวเคลียร์ดังที่แสดงไว้ด้านล่าง:

(+19 - 2 - 8 - 8 = +1)

กล่าวอีกนัยหนึ่งวาเลนซ์อิเล็กตรอนได้รับการคุ้มครองโดย 2 อิเล็กตรอนจากระดับแรก (ใกล้กับนิวเคลียส), 8 อิเล็กตรอนจากระดับที่สองและ 8 อิเล็กตรอนจากระดับที่สามและระดับสุดท้าย; นั่นคืออิเล็กตรอน 18 ตัวเหล่านี้ออกแรงป้องกันที่ปกป้องอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายจากแรงที่กระทำโดยนิวเคลียสของมัน.

ดังที่เห็นได้ว่าค่าของประจุพลังงานนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพขององค์ประกอบนั้นสามารถกำหนดได้โดยหมายเลขออกซิเดชัน ควรสังเกตว่าสำหรับอิเล็กตรอนเฉพาะ (ที่ระดับพลังงานใด ๆ ) การคำนวณภาระนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพจะแตกต่างกัน.

ตัวอย่างที่อธิบายของการโหลดโพแทสเซียมนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ

ด้านล่างเป็นตัวอย่างสองประการในการคำนวณค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพซึ่งรับรู้โดยอิเล็กตรอนของวาเลนซ์ที่กำหนดในโพแทสเซียม.

- ก่อนอื่นการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์จะแสดงตามลำดับต่อไปนี้: (1s) (2s, 2พี) (3s, 3พี) (3d) (4s, 4พี) (4d) (4F) (5s, 5พี) และอื่น ๆ.

- ไม่มีอิเล็กตรอนไปทางขวาของกลุ่ม (ns, nพี) มีส่วนช่วยในการคำนวณ.

- อิเล็กตรอนแต่ละตัวในกลุ่ม (ns, nพี) มีส่วน 0.35 อิเล็กตรอนแต่ละตัวในระดับ (n-1) มีค่า 0.85.

- แต่ละระดับอิเล็กตรอน (n-2) หรือต่ำกว่ามีส่วนช่วย 1.00.

- เมื่ออิเล็กตรอนที่มีการป้องกันอยู่ในกลุ่ม (nd) หรือ (nF) แต่ละอิเล็กตรอนของกลุ่มทางด้านซ้ายของกลุ่ม (nd) หรือ (nF) มีส่วนช่วย 1.00.

ดังนั้นการคำนวณเริ่มต้น:

ตัวอย่างแรก

ในกรณีที่อิเล็กตรอนเพียงชั้นเดียวของชั้นนอกสุดของอะตอมอยู่ในวงโคจร 4s, คุณสามารถกำหนดค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพของคุณในวิธีต่อไปนี้:

(1s²) (2s²2พี⁵) (3s²3พี⁶) (3d⁶) (4s¹)

จากนั้นคำนวณค่าเฉลี่ยของอิเล็กตรอนที่ไม่ได้อยู่ในระดับภายนอก:

S = (8 x (0.85)) + (10 x 1.00)) = 16.80

ด้วยค่าของ S เราจะทำการคำนวณ Z *:

Z * = 19.00 - 16.80 = 2.20

ตัวอย่างที่สอง

ในกรณีที่สองนี้พบวาเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงดวงเดียวในวงโคจร 4s. คุณสามารถกำหนดค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพของคุณในลักษณะเดียวกัน:

(1s²) (2s²2พี⁶) (3s²3พี⁶) (3d¹)

อีกครั้งคำนวณค่าเฉลี่ยของอิเล็กตรอนที่ไม่ใช่เวเลนซ์:

S = (18 x (1,00)) = 18.00

สุดท้ายด้วยค่าของ S เราสามารถคำนวณ Z *:

Z * = 19.00 - 18.00 = 1.00

ข้อสรุป

จากการเปรียบเทียบผลลัพธ์ก่อนหน้านี้สามารถสังเกตได้ว่าอิเล็กตรอนอยู่ในวงโคจร 4s ถูกดึงดูดไปยังนิวเคลียสของอะตอมโดยแรงที่มากกว่าแรงดึงดูดของอิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจร 3d.  ดังนั้นอิเล็กตรอนในวงโคจร 4s มันมีพลังงานต่ำกว่าวงโคจร 3d.

ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าอิเล็กตรอนสามารถอยู่ในวงโคจร 4s อยู่ในสภาพพื้นขณะที่อยู่ในวงโคจร 3d อยู่ในสถานะที่ตื่นเต้น.

การอ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (2018) วิกิพีเดีย สืบค้นจาก en.wikipedia.org
2. ช้างอาร์ (2550) เคมี ฉบับที่เก้า (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012) พันธะเคมีและพลังงานพันธะ ดึงมาจาก books.google.co.th
4. facer G. (2015) George Facer's Edexcel A Level Chemistry Student - เล่ม 1 สืบค้นจาก books.google.co.th
5. Raghavan, P. S. (1998) แนวคิดและปัญหาทางเคมีอนินทรีย์ ดึงมาจาก books.google.co.th