POTASYUMUN ETKILI NÜKLEER YÜKÜ: NEDIR VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Potasyum etkin çekirdek yükü +1. Etkili nükleer yük, birden fazla elektrona sahip bir atoma ait bir elektron tarafından algılanan toplam pozitif yüktür. "Etkili" terimi, elektronları daha yüksek orbitallerden korumak için elektronların negatif yüklerinden çekirdeğin yakınında uyguladıkları koruyucu etkiyi tanımlar.

Bu özellik, elementlerin atomik boyutları veya iyon oluşturma eğilimleri gibi diğer özellikleriyle doğrudan ilgilidir. Bu şekilde, etkili nükleer yük kavramı, elementlerin periyodik özellikleri üzerindeki mevcut korumanın sonuçlarının daha iyi anlaşılmasını sağlar.

Ayrıca birden fazla elektrona sahip atomlarda -yani polielektronik atomlarda- elektronların kalkanlarının varlığı, atomun çekirdeğinin protonları (pozitif yüklü parçacıklar) arasında var olan elektrostatik çekici kuvvetlerde bir azalma meydana getirir. ve dış seviyelerde elektronlar.

Tersine, elektronların polielektronik atomlarda birbirini itme kuvveti, çekirdeğin bu zıt yüklü parçacıklar üzerinde uyguladığı çekici kuvvetlerin etkilerini ortadan kaldırır.

Etkili nükleer yük nedir?

Sadece bir elektrona (hidrojen tipi) sahip bir atom söz konusu olduğunda, bu tek elektron çekirdeğin net pozitif yükünü algılar. Aksine, bir atom birden fazla elektrona sahip olduğunda, tüm dış elektronların çekirdeğe doğru çekilmesini ve aynı zamanda bu elektronlar arasındaki itmeyi yaşar.

Genel olarak, bir elementin etkin nükleer yükü ne kadar büyükse, elektronlar ve çekirdek arasındaki çekici kuvvetlerin o kadar büyük olduğu söylenir.

Benzer şekilde, bu etki ne kadar büyükse, bu dış elektronların bulunduğu yörüngeye ait enerji o kadar düşük olur.

Çoğu ana grup elemanı için (temsili elemanlar da denir) bu özellik soldan sağa doğru artar, ancak periyodik tabloda yukarıdan aşağıya doğru azalır.

Bir elektronun (Z _eff veya Z *) etkin nükleer yükünün değerini hesaplamak için Slater tarafından önerilen aşağıdaki denklem kullanılır:

Z * = Z - S

Z *, etkili nükleer yükü ifade eder.

Z, atomun çekirdeğinde (veya atom numarası) bulunan protonların sayısıdır.

S, incelenen elektron ile çekirdek arasındaki ortalama elektron sayısıdır (değerlik olmayan elektron sayısı).

Potasyumun etkili nükleer yükü

Bu, çekirdeğinde 19 proton bulunan nükleer yükünün +19 olduğu anlamına gelir. Nötr bir atomdan bahsettiğimiz gibi, bu onun aynı sayıda proton ve elektrona sahip olduğu anlamına gelir (19).

Bu fikir sırasına göre, potasyumun etkili nükleer yükü, iç elektronların sayısını aşağıda ifade edildiği gibi nükleer yükünden çıkararak bir aritmetik işlemle hesaplanır:

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

Başka bir deyişle, değerlik elektronu birinci seviyeden (çekirdeğe en yakın olan) 2 elektron, ikinci seviyeden 8 elektron ve üçüncü ve sondan bir önceki seviyeden 8 elektron daha korunur; yani bu 18 elektron, son elektronu çekirdeğin üzerine uyguladığı kuvvetlerden koruyan bir koruyucu etki uygular.

Görülebileceği gibi, bir elementin etkin nükleer yükünün değeri oksidasyon sayısı ile belirlenebilir. Belirli bir elektron için (herhangi bir enerji seviyesinde), etkin nükleer yükün hesaplanmasının farklı olduğu unutulmamalıdır.

Potasyumun etkili nükleer yükü örnekleri açıklandı

Bir potasyum atomu üzerindeki belirli bir değerlik elektronu tarafından algılanan etkili nükleer yükü hesaplamak için iki örnek.

- İlk olarak, elektronik konfigürasyonu aşağıdaki sırayla ifade edilir: (1 s) (2 s, 2 p) (3 s, 3 p) (3 d) (4 s, 4 p) (4 d) (4 f ) (5 s, 5 p), vb.

- Grubun (ns, np) sağındaki hiçbir elektron hesaplamaya katkıda bulunmaz.

- Gruptaki (ns, np) her elektron 0.35 katkıda bulunur. (N-1) seviyesinin her elektronu 0.85'e katkıda bulunur.

- Seviye (n-2) veya daha düşük her elektron 1.00 katkıda bulunur.

- Korunan elektron bir (nd) veya (nf) grubundayken, (nd) veya (nf) grubunun solundaki bir grubun her elektronu 1.00 katkıda bulunur.

Böylece hesaplama başlar:

İlk örnek

Atomun en dıştaki kabuğundaki tek elektronun 4 s yörüngesinde olması durumunda, etkin nükleer yükü aşağıdaki gibi belirlenebilir:

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

En dış seviyeye ait olmayan ortalama elektron sayısı daha sonra hesaplanır:

S = (8 x (0,85)) + (10 x 1,00)) = 16,80

S'nin değerini alarak, Z * hesaplamaya geçiyoruz:

Z * = 19,00 - 16,80 = 2,20

İkinci örnek

Bu ikinci durumda, tek değerlik elektronu 4 s yörüngesindedir. Etkili nükleer yükü aynı şekilde belirlenebilir:

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

Yine, ortalama değerlikli olmayan elektron sayısı hesaplanır:

S = (18 x (1.00)) = 18.00

Son olarak, S değeri ile Z * 'yi hesaplayabiliriz:

Z * = 19,00 - 18,00 = 1,00

Sonuç

Önceki sonuçların bir karşılaştırması yapıldığında, 4 s yörüngesinde bulunan elektronun, 3 d yörüngesinde bulunan elektronu çekenlerden daha büyük kuvvetlerle atomun çekirdeğine çekildiği görülmektedir. Bu nedenle, 4 s yörüngesindeki elektron, 3 günlük yörüngede olduğundan daha düşük enerjiye sahiptir.

Böylece, bir elektronun temel durumunda 4 s yörüngesine yerleştirilebileceği, 3 d yörüngesinde ise uyarılmış durumda olduğu sonucuna varılmıştır.

Referanslar

1. Vikipedi. (2018). Vikipedi. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı
2. Chang, R. (2007). Kimya. Dokuzuncu baskı (McGraw-Hill).
3. Sanderson, R. (2012). Kimyasal Bağlar ve Bağlar Enerjisi. Books.google.co.ve 'den kurtarıldı
4. Tornalama. G. (2015). George Facer'in Edexcel A Seviye Kimya Öğrencisi - 1. Kitap Books.google.co.ve'den kurtarıldı
5. Raghavan, PS (1998). İnorganik Kimyada Kavramlar ve Sorunlar. Books.google.co.ve 'den kurtarıldı