Carga nuclear efectiva

Carga nuclear efectiva

Si nos imaginamos al electrón del último nivel (electrón diferenciador), éste si estuviera solo, sería atraído por las cargas positivas del núcleo. Pero esto no ocurre, éste electrón está protegido por una pantalla de protección, que son los electrones de los niveles más bajos, a esto se le conoce como APANTALLAMIENTO, que evita esta atracción.

Analicemos la figura siguiente:

Ahora bien consideraremos que la constante de apantallamiento σ estará constituida por el número de electrones que se encuentran en las capas inferiores, a donde se encuentra el último electrón.

La carga nuclear efectiva (Zefec), estará definida como la diferencia entre el número atómico (Z), (que representa a los protones, carga positiva), menos el número de electrones que conforman el APANTALLAMIENTO.

Según la fórmula:

Donde:

Z es la carga nuclear real (es decir, el número atómico del elemento)

σ se llama constante de protección o constante pantalla.

Si calculamos el Zefec del átomo trabajado en la figura anterior, tenemos que:

El átomo tiene un Z = 14

σ = 10

Por tanto, Zefec = 14 - 10 = 4

La carga nuclear efectiva puede calcularse según las reglas de Slater, quien las formuló en 1930:

1. Los electrones ubicados en un orbital de mayor nivel contribuyen en 0 (para la sumatoria que da como resultado la constante de apantallamiento s)

2. Cada electrón en el mismo nivel contribuye en 0,35.(excepto si el nivel es 1s, que resta 0,30).

3. Electrones en el nivel inmediato inferior, si están en orbitales s o p contribuyen en 0,85, si son de orbitales d o f contribuyen en 1,0 cada uno.

4. Electrones por debajo del nivel inmediato inferior, contribuyen en 1,0 cada uno.

Entonces, para calcular la carga nuclear efectiva, primero, situamos los electrones del átomo en sus orbitales atómicos:

1s, 2s,2p, 3s,3p,3d,4s,4p, 4d, 4f, etc.

Luego, para el cálculo de la carga nuclear efectiva sobre un electrón determinado, debemos calcular s y para ello tomamos en consideración los electrones que se encuentran en niveles de energía inferiores o iguales, que son los que causan apantallamiento del mismo,

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