¿Cuál es la diferencia entre carga nuclear y carga nuclear efectiva?

La carga nuclear efectiva (Z * o Zeff) es la carga nuclear neta experimentada por un electrón dado. Z * = Z-σ donde σ es constante de apantallamiento o blindaje. El efecto de blindaje es la disminución de (disminución de)) la carga electrostática atractiva de los protones nucleares debido a la presencia de electrones de la misma capa y de las capas internas. Ejemplo: litio (1s22s1): el electrón en el orbital 2s está protegido de la atracción total de los protones por los electrones del orbital 1s. Por lo tanto, Z * sentido por el electrón 2s debería ser uno en lugar de tres. Sin embargo, el electrón 2s de litio experimenta aproximadamente 1.3 unidades de carga. Esto se puede entender por el hecho de que el orbital 2s tiene dos máximos en su función de probabilidad radial vs radio gráfico, y los máximos más pequeños penetran dentro del máximo del electrón interno de 1s. Aunque el electrón 2s de litio pasa la mayor parte del tiempo en el lóbulo externo de ese orbital sintiendo una carga nuclear de +1, pasa en algún momento dentro del orbital 1s experimentando la carga nuclear completa de +3. Por lo tanto, Z * es algo mayor que +1.

nota 1- En el átomo de hidrógeno o en las especies de electrones individuales tipo H, la atracción neta del electrón es exactamente igual a la carga nuclear.

nota 2- los electrones 3d experimentan una Z * mucho mayor que el electrón 4s y se mantendrían más apretados. Por lo tanto, los electrones 4s se eliminan primero cuando los elementos del bloque d se ionizan.

nota 3-Dado que los electrones “s” están más cerca del núcleo, el efecto de detección o efecto de penetración sigue el orden s> p> d> f.

CÁLCULO DE Zeff por las Reglas de Slater

Ejemplo 1: Zeff para un electrón de valencia en flúor- (1 s 2) (2s2,2p5 )

La regla 2 no se aplica; 0.35 · 6 + 0.85 · 2 = 3.8

Zeff = 9 – 3.8 = 5.2 para un electrón de valencia.

Ejemplo 2: Zeff para un electrón 6s en platino

(1 s 2) (2s2,2p6) (3s2,3p6) (3d10) (4s2,4p6) (4d10) (4f14) (5s2,5p6) (5d8) (6s2 )

La regla 2 no se aplica; 0.35 · 1 + 0.85 · 16 + 60 · 1.00 = 73.95

Zeff = 78 – 73.95 = 4.15 para un electrón de valencia.