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− | + | ''' 有效核电荷''' 是指吸引电子的净正电荷。在原子轨道中运动的[[电子]],不仅受到核电荷的吸引作用,还受到其他电子的排斥作用,电子之间的[[排斥作用]]将减弱原子核对电子的吸引作用。 | |
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2、同一周期的主族元素,从左到右,随着原子序数的增加Z*明显增加;而副族元素的Z*增加得不明显。 | 2、同一周期的主族元素,从左到右,随着原子序数的增加Z*明显增加;而副族元素的Z*增加得不明显。 | ||
− | 3、同族元素,自上而下,虽然核电荷数增加较多,但上下相邻元素的原子序数增加1个电子层屏蔽作用增大,导致有效电荷增加不多。 <ref>[任洁,刘旭峰.无机化学:东华大学出版社,2015]</ref> | + | 3、同族元素,自上而下,虽然核电荷数增加较多,但上下相邻元素的原子序数增加1个电子层屏蔽作用增大,导致有效电荷增加不多。 <ref>[[任洁,刘旭峰.无机化学:东华大学出版社,2015]]</ref> |
电子能量与有效核电荷的关系 | 电子能量与有效核电荷的关系 | ||
有效核电荷的大小,反映了核对电子的约束能力,故与电子能量有关。核对电子的约束愈强,则电子的活动性就愈小,即电子的能量愈小。反之,核对电子的约束愈弱,则电子的活动性就愈大,即电子的能量愈大。电子的能量E与有效核荷的关系如下: | 有效核电荷的大小,反映了核对电子的约束能力,故与电子能量有关。核对电子的约束愈强,则电子的活动性就愈小,即电子的能量愈小。反之,核对电子的约束愈弱,则电子的活动性就愈大,即电子的能量愈大。电子的能量E与有效核荷的关系如下: | ||
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− | 根据电子能量与有效核电荷的关系,可以说明多电子原子中同一电子层的电子能级的分裂。<ref>[杨德壬,朱福森,赵泓,林纪筠.无机化学:上海科学技术出版社,1982]</ref> | + | 根据电子能量与有效核电荷的关系,可以说明多电子原子中同一电子层的电子能级的分裂。<ref>[[杨德壬,朱福森,赵泓,林纪筠.无机化学:上海科学技术出版社,1982]]</ref> |
==参考文献== | ==参考文献== |
於 2022年1月26日 (三) 13:04 的最新修訂
有效核電荷是指吸引電子的淨正電荷。在原子軌道中運動的電子,不僅受到核電荷的吸引作用,還受到其他電子的排斥作用,電子之間的排斥作用將減弱原子核對電子的吸引作用。
中文名:有效核電荷
外文名:Effective nuclear charge
計算公式:Z*=Z-σ
性 質:吸引電子的淨正電荷
計算方法:斯萊特法則
基本性質
對於多電子原子,核外的一個電子不僅僅受到原子核的吸引,而且還受到其餘電子的排斥作用,必定會抵消原子核對該電子的吸引,此電子實際受到的核電荷比原子序數(Z)小。電子實際受到的核電荷稱為有效核電荷,用Z*表示,Z*=Z-σ。其中,Z為核電荷數,σ為屏蔽常數,通常近似於非價電子數,可用斯萊特法則近似計算。
屏蔽常數σ值的確定
以第n層電子為研究對象:(n+1)層及更外層電子的屏蔽常數為零,即σ外=0;
同層電子之間取0.35,即σn=0.35(但第一層電子之間σ第一層=0.3)。
(n一1)層對n層電子的屏蔽常數σn-1=0.85;
(n一2)層及更內層電子的屏蔽常數為1,即σn-2=1
總的屏蔽常數σ總為其餘電子對指定電子屏蔽常數之和。
例:對氦原子2He,作用在某一個1s電子上的有效核電荷數:
Z*=Z-σ=2-0.3=1.7。
對鈉原子11Na,電子分布是2,8,1。
作用在第一層某一個電子上的有效核電荷數:
Z*=11-0.3=10.7。
作用在第二層某一個電子上的有效核電荷數:
Z*=11-2×0.85-7×0.35=6.85。
作用在第三層那一個電子上的有效核電荷數:
Z*=11-2×1-8×0.85=2.2。
由此可見,雖然核電荷數是11,但由於其餘電子的屏蔽作用,有效核電荷數差別很大。越外層的電子,其有效核電荷數越小,易於擺脫自身原子的束縛而離去或發生化學反應時參與成鍵。
變化規律
有效核電荷隨着原子序數的遞增,有效核電荷呈周期性變化,如圖2:
從圖中可以看出:
1、有效核電荷隨原子序數的增加而增加,呈現周期性變化。
2、同一周期的主族元素,從左到右,隨着原子序數的增加Z*明顯增加;而副族元素的Z*增加得不明顯。
3、同族元素,自上而下,雖然核電荷數增加較多,但上下相鄰元素的原子序數增加1個電子層屏蔽作用增大,導致有效電荷增加不多。 [1] 電子能量與有效核電荷的關係
有效核電荷的大小,反映了核對電子的約束能力,故與電子能量有關。核對電子的約束愈強,則電子的活動性就愈小,即電子的能量愈小。反之,核對電子的約束愈弱,則電子的活動性就愈大,即電子的能量愈大。電子的能量E與有效核荷的關係如下:
根據電子能量與有效核電荷的關係,可以說明多電子原子中同一電子層的電子能級的分裂。[2]