如何确定屏蔽常数和有效核电荷(determine screening constant and effective nuclear charge)

在许多原子中,由于其他电子的屏蔽或屏蔽,每个电子所经历的电荷都小于实际的核电荷。对于原子中的每个电子,斯莱特规则提供了屏蔽常数的值,用σ表示。有效核电荷可以定义为实际核电荷(Z)减去原子核和价电子之间的电子所产生的屏蔽效应。有效核电荷,Z*=Z-σ,其中,Z=原子序数,σ=屏蔽或屏蔽常数。为了计算有效核电荷(Z*),我们需要屏蔽常数(σ)的值,可以使用以下规则计算。...

步骤

  1. 1如下图所示,记下元件的电子配置。(1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)(5d)…根据Aufbau原理填充电子。感兴趣的电子右边的任何电子都不构成屏蔽常数。每一组的屏蔽常数由以下贡献之和构成:与感兴趣的电子屏蔽在同一组中的每个其他电子的范围为0.35个核电荷单位,但1s组除外,在1s组中,另一个电子仅贡献0.30个核电荷单位。如果基团(n)为[s,p]型,则第(n-1)层中的每个电子的量为0.85,第(n-2)层和较低层中的每个电子的量为1.00加到屏蔽常数中。如果这个群是[d]或[f]型的,那么从左到该轨道的每个电子的数量为1.00。
  2. Image titled Determine Screening Constant and Effective Nuclear Charge Step 1
  3. 2例如:(a)计算2p电子在氮气中的有效核电荷。电子配置-(1s2)(2s2,2p3)。屏蔽常数,σ=(0.35×4)+(0.85×2)=3.10有效核电荷,Z*=Z–σ=7–3.10=3.90
  4. Image titled Determine Screening Constant and Effective Nuclear Charge Step 2
  5. 3(b)计算硅中3p电子的有效核电荷和屏蔽常数。电子配置-(1s2)(2s2,2p6)(3s2,3p2)。σ=(0.35×3)+(0.85×8)+(1×2)=9.85Z*=Z–σ=14–9.85=4.15
  6. Image titled Determine Screening Constant and Effective Nuclear Charge Step 3
  7. 4(c)计算4s电子和;3d电子。电子配置-(1s2)(2s2,2p6)(3s2,3p6)(3d10)(4s2)。对于4s电子,σ=(0.35×1)+(0.85×18)+(1×10)=25.65Z*=Z–σ=30–25.65=4.35对于三维电子,σ=(0.35×9)+(1×18)=21.15Z*=Z–σ=30–21.15=8.85
  8. Image titled Determine Screening Constant and Effective Nuclear Charge Step 4
  9. 5(d)计算钨中6s电子之一的有效核电荷。电子配置(1s2)(2s2,2p6)(3s2,3p6)(4s2,4p6)(3d10)(4f14)(5s2,5p6)(5d4),(6s2)σ=(0.35×1)+(0.85×12)+(1×60)=70.55Z*=Z–σ=74–70.55=3.45
  10. Image titled Determine Screening Constant and Effective Nuclear Charge Step 5
  • 阅读屏蔽效应、屏蔽常数、有效核电荷、斯莱特定律等。
  • 如果轨道上只有一个电子,就不会发生屏蔽效应。同样,如果存在的电子数是奇数,那么减去一就可以得到实际的数量,从而得到屏蔽效果。
  • 发表于 2022-03-22 07:14
  • 阅读 ( 52 )
  • 分类:教育

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