Stínící efekt - Shielding effect

Stínící účinek se někdy označuje jako atomové stínění nebo elektron stínění popisuje přitažlivost mezi elektronu a jádra v každém atomu s více než jednou elektron . Stínící efekt lze definovat jako snížení účinného jaderného náboje na elektronovém mraku v důsledku rozdílu v přitažlivých silách na elektronech v atomu. Jedná se o speciální případ stínění elektrického pole . Tento efekt má také určitý význam v mnoha projektech v materiálových vědách.

Síla na elektronový obal

Čím širší jsou elektronové skořápky ve vesmíru, tím slabší je elektrická interakce mezi elektrony a jádrem v důsledku screeningu. Obecně můžeme elektronové skořápky (s, p, d, f) objednat jako takové

${\ displaystyle S (\ mathrm {s})> S (\ mathrm {p})> S (\ mathrm {d})> S (\ mathrm {f})}$ ,

kde S je síla stínění, kterou daný orbitál poskytuje zbytku elektronů.

Popis

V vodík , nebo jakýkoli jiný atom v skupiny 1A z periodické tabulky (ty pouze s jedním valenčním elektronem ), síla působící na elektron je stejně velká jako elektromagnetické atrakci z jádra atomu. Nicméně, pokud se jedná o více elektronů, každý elektron (v n ^th - shell ) dojde nejen elektromagnetické přitažlivost z kladného jádra, ale i odpuzování síly z jiných elektronů v skořápky od 1 do n . To způsobí, že čistá síla na elektrony ve vnějších skořápkách bude výrazně menší; proto tyto elektrony nejsou tak silně navázané na jádro jako elektrony blíže k jádru. Tento jev je často označován jako efekt orbitální penetrace. Teorie stínění také přispívá k vysvětlení, proč jsou elektrony valenční skořápky snadněji odstraněny z atomu.

Kromě toho existuje také stínící efekt, ke kterému dochází mezi podúrovněmi ve stejné hlavní energetické úrovni. Elektron v podúrovni s je schopen chránit elektrony v podúrovni p stejné základní energetické úrovně. Důvodem je sférický tvar s-orbitálu. Opak však není pravdivý; elektrony z p-orbitálu nemohou chránit elektrony v s-orbitálu.

Velikost efektu stínění je obtížné přesně vypočítat kvůli účinkům kvantové mechaniky . Jako aproximaci můžeme odhadnout efektivní jaderný náboj na každém elektronu následujícím způsobem:

${\ displaystyle Z _ {\ mathrm {eff}} = Z- \ sigma \,}$

Kde Z je počet protonů v jádru a je průměrný počet elektronů mezi jádrem a dotyčným elektronem. lze nalézt pomocí kvantové chemie a Schrödingerovy rovnice nebo pomocí Slaterových empirických vzorců . ${\ displaystyle \ sigma \,}$${\ displaystyle \ sigma \,}$

V Rutherfordově zpětné rozptylové spektroskopii korekce způsobená skríninkem elektronů modifikuje Coulombovo odpuzování mezi dopadajícím iontem a cílovým jádrem na velké vzdálenosti. Je to odpudivý účinek způsobený vnitřním elektronem na vnějším elektronu.

Viz také

• Protonové číslo
• Základní náboj
• Efektivní jaderný náboj
• Sloučenina vzácného plynu
• Sterické účinky
• Lanthanidová kontrakce
• kontrakce d-bloku (nebo skandální kontrakce)

Reference

• L. Brown, Theodore; H. Eugene LeMay ml .; Bruce E. Bursten; Julia R. Burdge (2003). Chemistry: The Central Science (8. vydání). USA: Pearson Education. ISBN   0-13-061142-5 . Archivovány od originálu na 2011-07-24.
• Thomas, Dan (10.10.1997). "Stínění elektronů v atomech od H (Z = 1) do Lw (Z = 103)" . University of Guelph . Citováno 2018-07-12 .
• Peter Atkins & Loretta Jones, Chemické principy: hledání vhledu [Variace ve stínícím efektu]