الحمل النووي الفعال للبوتاسيوم في ما يتألف (مع أمثلة)

ال تحميل البوتاسيوم النووي الفعال هو +1. الشحنة النووية الفعالة هي الشحنة الايجابية الكلية التي ينتمي إليها إلكترون ينتمي إلى ذرة بها أكثر من إلكترون واحد. يصف تعبير "فعال" تأثير التدريع الذي تمارسه الإلكترونات بالقرب من النواة ، من شحنتها السلبية ، لحماية الإلكترونات من المدارات العليا.

هذه الخاصية لها علاقة مباشرة مع الخصائص الأخرى للعناصر ، مثل أبعادها الذرية أو ميلها إلى تكوين أيونات. وبهذه الطريقة ، توفر فكرة الشحنة النووية الفعالة فهماً أكبر لعواقب الحماية الموجودة في الخواص الدورية للعناصر.

بالإضافة إلى ذلك ، في الذرات التي تحتوي على أكثر من إلكترون واحد - أي في الذرات متعددة الإلكترونات - ينتج عن وجود التدريع للإلكترونات انخفاضًا في قوى الجذب الكهروستاتيكي بين البروتونات (جزيئات موجبة الشحنة) لنواة الذرة والإلكترونات في المستويات الخارجية.

على النقيض من ذلك ، فإن القوة التي تتصدى بها الإلكترونات في الذرات التي تعتبر البولي إلكترونيكس تتعارض مع تأثيرات القوى الجذابة التي تمارسها النواة على هذه الجسيمات بشحنة معاكسة.

مؤشر

• 1 ما هو الحمل النووي الفعال؟?
• 2 تحميل البوتاسيوم النووي الفعال
• 3 أوضح أمثلة للتحميل الفعال للبوتاسيوم النووي
  • 3.1 المثال الأول
  • 3.2 المثال الثاني
  • 3.3 الخاتمة
• 4 المراجع

ما هو الحمل النووي الفعال؟?

عندما تكون ذرة بها إلكترون واحد فقط (نوع هيدروجين) ، فإن هذا الإلكترون المفرد يتصور الشحنة الموجبة الصافية للنواة. من ناحية أخرى ، عندما يكون للذرة أكثر من إلكترون واحد ، فإن جذب جميع الإلكترونات الخارجية نحو النواة ، وفي نفس الوقت ، يكون التنافر بين هذه الإلكترونات.

بشكل عام ، يُقال إنه كلما زادت الشحنة النووية الفعالة لعنصر ما ، زادت القوى الجذابة بين الإلكترونات والنواة..

بنفس الطريقة ، كلما كان هذا التأثير أكبر ، كلما كانت الطاقة التي تخص المدار أقل حيث توجد هذه الإلكترونات الخارجية..

بالنسبة لمعظم عناصر المجموعة الرئيسية (وتسمى أيضًا العناصر التمثيلية) ، تزداد هذه الخاصية من اليسار إلى اليمين ، ولكنها تنخفض من أعلى إلى أسفل في الجدول الدوري.

لحساب قيمة الشحنة النووية الفعالة للإلكترون (Z_{ممثل المؤسسة} أو Z *) تستخدم المعادلة التالية التي اقترحها Slater: 

Z * = Z - S

Z * يشير إلى الحمل النووي الفعال.

Z هو عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة (أو العدد الذري).

S هو متوسط ​​عدد الإلكترونات الموجودة بين النواة والإلكترون الذي تتم دراسته (عدد الإلكترونات غير التكافلية).

تحميل البوتاسيوم النووي الفعال

ما سبق يدل على أنه بوجود 19 بروتونا في نواة ، فإن شحنتها النووية تساوي + 19. ونحن نتحدث عن ذرة محايدة ، وهذا يعني أن لديها نفس عدد البروتونات والإلكترونات (19).

وفقًا لترتيب الأفكار هذا ، لدينا أن الشحنة النووية الفعالة للبوتاسيوم تحسب من خلال عملية حسابية ، بطرح عدد الإلكترونات الداخلية من شحنتها النووية كما هو موضح أدناه:

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

بمعنى آخر ، فإن إلكترونات التكافؤ محمية بواسطة إلكترونين من المستوى الأول (الأقرب إلى النواة) ، و 8 إلكترونات من المستوى الثاني و 8 إلكترونات من المستوى الثالث وقبل الأخير ؛ أي أن هذه الإلكترونات الـ 18 تمارس تأثيرًا وقائيًا يحمي آخر إلكترون من القوى التي تمارسها النواة عليه.

كما يمكن أن يرى ، يمكن تحديد قيمة الشحنة النووية الفعالة لعنصر بواسطة رقم الأكسدة الخاص به. تجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لإلكترون محدد (في أي مستوى طاقة) ، فإن حساب الحمل النووي الفعال مختلف.

شرح أمثلة على التحميل الفعال للبوتاسيوم النووي

فيما يلي مثالان لحساب الشحنة النووية الفعالة التي يتصورها إلكترون التكافؤ المحدد في ذرة البوتاسيوم.

- أولاً ، يتم التعبير عن تكوينها الإلكتروني بالترتيب التالي: (1الصورة) (2الصورة, 2ص) (3الصورة, 3ص) (3د) (4الصورة, 4ص) (4د) (4F) (5الصورة, 5ص) ، وهلم جرا.

- لا يوجد إلكترون على يمين المجموعة (نالصورة, نص) يساهم في الحساب.

- كل إلكترون في المجموعة (نالصورة, نص) يساهم 0.35. يسهم كل إلكترون من المستوى (ن -1) 0.85.

- كل مستوى الكترون (n-2) أو أقل يسهم 1.00.

- عندما يكون الإلكترون المحمي في مجموعة (nد) أو (نF) ، كل إلكترون من المجموعة إلى يسار المجموعة (ند) أو (نF) يسهم 1.00.

وبالتالي ، يبدأ الحساب:

المثال الأول

في حالة وجود الإلكترون الوحيد للطبقة الخارجية للذرة في المداري 4الصورة, يمكنك تحديد شحنة النووية الفعالة بالطريقة التالية:

(1الصورة²) (2الصورة²2ص⁵) (3الصورة²3ص⁶) (3د⁶) (4الصورة¹)

ثم يتم حساب متوسط ​​الإلكترونات التي لا تنتمي إلى أكثر المستويات الخارجية:

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

بعد الحصول على قيمة S ، ننتقل إلى حساب Z *:

Z * = 19.00 - 16.80 = 2.20

المثال الثاني

في هذه الحالة الثانية ، يوجد إلكترون التكافؤ الوحيد في المدار 4الصورة. يمكنك تحديد شحنة النووية الفعالة بنفس الطريقة:

(1الصورة²) (2الصورة²2ص⁶) (3الصورة²3ص⁶) (3د¹)

مرة أخرى ، يتم حساب متوسط ​​الإلكترونات غير التكافؤ:

S = (18 × (1،00)) = 18.00

أخيرًا ، مع قيمة S ، يمكننا حساب Z *:

Z * = 19.00 - 18.00 = 1.00

استنتاج

عند إجراء مقارنة للنتائج السابقة ، يمكن ملاحظة أن الإلكترون موجود في المدار 4الصورة تنجذب إلى نواة الذرة بواسطة قوى أكبر من تلك التي تجذب الإلكترون الموجود في المدار 3د.  لذلك ، الإلكترون في المداري 4الصورة لديها طاقة أقل من المداري 3د.

وهكذا ، خلص إلى أن الإلكترون يمكن أن يكون موجودا في المداري 4الصورة في حالتها الأرضية ، بينما في المداري 3د في حالة متحمس.

مراجع

1. ويكيبيديا. (2018). ويكيبيديا. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
2. تشانغ ، ر. (2007). الكيمياء. الطبعة التاسعة (ماكجرو هيل).
3. ساندرسون ، ر. (2012). السندات الكيميائية والسندات الطاقة. تم الاسترجاع من books.google.co.ve
4. الصفعة. ج. (2015). طالب جورج فاسير Edexcel A Level للكيمياء - كتاب 1. تم استرجاعه من books.google.com
5. Raghavan، P. S. (1998). مفاهيم ومشاكل في الكيمياء غير العضوية. تم الاسترجاع من books.google.co.ve