CAJ NUKLEAR KALIUM YANG BERKESAN: APAKAH ITU DAN CONTOHNYA - KIMIA - 2026

The caj nuklear berkesan kalium adalah +1. Cas nuklear berkesan adalah jumlah muatan positif yang dirasakan oleh elektron milik atom dengan lebih daripada satu elektron. Istilah "berkesan" menerangkan kesan pelindung yang dilancarkan elektron di dekat inti, dari cas negatifnya, untuk melindungi elektron dari orbit yang lebih tinggi.

Properti ini secara langsung berkaitan dengan ciri-ciri unsur lain, seperti dimensi atomnya atau kecenderungannya untuk membentuk ion. Dengan cara ini, pengertian muatan nuklear yang berkesan memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai akibat perlindungan yang terdapat pada sifat berkala unsur-unsur.

Di samping itu, pada atom yang mempunyai lebih daripada satu elektron - iaitu, dalam atom polielektronik - keberadaan pelindung elektron menghasilkan penurunan daya tarikan elektrostatik yang ada di antara proton (zarah bermuatan positif) nukleus atom. dan elektron pada tahap luar.

Sebaliknya, daya dengan mana elektron saling menolak antara satu sama lain dalam atom polielektronik melawan kesan daya tarikan yang diberikan oleh nukleus pada zarah-zarah bermuatan yang berlawanan ini.

Apakah muatan nuklear yang berkesan?

Ketika datang ke atom yang hanya mempunyai satu elektron (jenis hidrogen), elektron tunggal ini melihat muatan positif nukleus. Sebaliknya, apabila atom mempunyai lebih daripada satu elektron, ia mengalami tarikan semua elektron luaran ke arah nukleus dan, secara serentak, tolakan antara elektron ini.

Secara umum, dikatakan bahawa semakin besar muatan nuklear suatu unsur, semakin besar daya tarikan antara elektron dan inti.

Begitu juga, semakin besar kesan ini, semakin rendah tenaga milik orbit di mana elektron luar berada.

Bagi kebanyakan elemen kumpulan utama (juga disebut elemen perwakilan) harta ini meningkat dari kiri ke kanan, tetapi menurun dari atas ke bawah dalam jadual berkala.

Untuk mengira nilai muatan nuklear elektron berkesan (Z _eff atau Z *), persamaan berikut yang dicadangkan oleh Slater digunakan:

Z * = Z - S

Z * merujuk kepada muatan nuklear yang berkesan.

Z ialah bilangan proton yang terdapat dalam inti atom (atau nombor atom).

S adalah bilangan purata elektron yang berada di antara nukleus dan elektron yang dikaji (bilangan elektron yang tidak valens).

Caj nuklear kalium yang berkesan

Ini menunjukkan bahawa, dengan 19 proton dalam nukleusnya, muatan nuklearnya adalah +19. Semasa kita bercakap mengenai atom neutral, ini bermakna ia mempunyai bilangan proton dan elektron yang sama (19).

Dalam susunan idea ini, muatan nuklear kalium yang berkesan dikira melalui operasi aritmetik, dengan mengurangkan bilangan elektron dalaman dari muatan nuklearnya seperti yang dinyatakan di bawah:

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

Dengan kata lain, elektron valensi dilindungi oleh 2 elektron dari tahap pertama (yang paling dekat dengan nukleus), 8 elektron dari tahap kedua, dan 8 elektron lagi dari tahap ketiga dan kedua terakhir; iaitu, 18 elektron ini memberikan kesan pelindung yang melindungi elektron terakhir dari daya yang diberikan oleh nukleus di atasnya.

Seperti yang dapat dilihat, nilai muatan nuklear suatu unsur dapat ditentukan dengan nombor pengoksidaannya. Harus diingat bahawa untuk elektron tertentu (pada tahap tenaga apa pun), pengiraan caj nuklear berkesan adalah berbeza.

Contoh muatan nuklear kalium yang berkesan dijelaskan

Berikut adalah dua contoh untuk mengira muatan nuklear berkesan yang dirasakan oleh elektron valensi tertentu pada atom kalium.

- Pertama, konfigurasi elektronnya dinyatakan dalam urutan berikut: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4 f ) (5 s, 5 p), dan seterusnya.

- Tiada elektron di sebelah kanan kumpulan (ns, np) menyumbang kepada pengiraan.

- Setiap elektron dalam kumpulan (ns, np) menyumbang 0.35. Setiap elektron tahap (n-1) menyumbang 0.85.

- Setiap elektron aras (n-2) atau lebih rendah menyumbang 1.00.

- Apabila elektron terlindung berada dalam kumpulan (nd) atau (nf), setiap elektron kumpulan di sebelah kiri kumpulan (nd) atau (nf) menyumbang 1.00.

Oleh itu, pengiraan bermula:

Contoh pertama

Sekiranya satu-satunya elektron di cangkang atom terluar berada di orbit 4 s, muatan nuklearnya yang efektif dapat ditentukan seperti berikut:

(1 s ² ) (2 s ² 2 p ⁵ ) (3 s ² 3 p ⁶ ) (3 d ⁶ ) (4 s ¹ )

Purata bilangan elektron yang tidak termasuk dalam tahap paling jauh dikira:

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

Mengambil nilai S, kami terus mengira Z *:

Z * = 19.00 - 16.80 = 2.20

Contoh kedua

Dalam kes kedua ini, satu-satunya elektron valensi berada dalam orbit 4 s. Caj nuklearnya yang efektif dapat ditentukan dengan cara yang sama:

(1 s ² ) (2 s ² 2 p ⁶ ) (3 s ² 3 p ⁶ ) (3 d ¹ )

Sekali lagi, bilangan purata elektron bukan valensi dikira:

S = (18 x (1.00)) = 18.00

Akhirnya, dengan nilai S, kita dapat mengira Z *:

Z * = 19.00 - 18.00 = 1.00

kesimpulan

Membuat perbandingan hasil sebelumnya, dapat diperhatikan bahawa elektron yang ada di orbit 4 s tertarik ke inti atom oleh daya yang lebih besar daripada yang menarik elektron yang terletak di orbital 3 d. Oleh itu, elektron dalam orbit 4 s mempunyai tenaga yang lebih rendah daripada pada orbit 3 d.

Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa elektron dapat terletak di orbit 4 s dalam keadaan tanahnya, sementara pada orbit 3 d ia berada dalam keadaan teruja.

Rujukan

1. Wikipedia. (2018). Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kimia. Edisi kesembilan (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012). Tenaga Ikatan Kimia dan Ikatan. Dipulihkan dari books.google.co.ve
4. Facer. G. (2015). Pelajar Kimia Tahap George Facer's Edexcel A - Buku 1. Dipulihkan dari books.google.co.ve
5. Raghavan, PS (1998). Konsep dan Masalah dalam Kimia Anorganik. Dipulihkan dari books.google.co.ve