Ηλεκτρονική θωράκιση
Η ηλεκτρονική θωράκιση είναι η μείωση της πυρηνική έλξη που αισθάνεται ένα ηλεκτρόνιο λόγω της παρουσίας άλλων ηλεκτρόνια. Δεν είναι μεταλλική «ασπίδα» ούτε πλήρης ακύρωση του πυρηνικό πεδίο· είναι αποτέλεσμα της Απόκρουση Κουλόμπ και της χωρική κατανομή πιθανοτήτων σε ένα άτομο πολλών ηλεκτρονίων.
Πυρήνας και ηλεκτρόνια σθένους
Τα ηλεκτρόνια του πυρήνα βρίσκονται κατά μέσο όρο πιο κοντά στον πυρήνα και ασπίδα τα εξωτερικά ηλεκτρόνια σημαντικά. Έτσι τα ηλεκτρόνια σθένους δεν αισθάνονται ολόκληρο το +Ze.
Η θωράκιση εξηγεί γιατί άτομα με πολύ μεγάλο Z μπορούν να έχουν εξωτερικά ηλεκτρόνια που εξακολουθούν να απομακρύνονται σχετικά εύκολα.
Δεν ασπίδα όλα τα ηλεκτρόνια το ίδιο
Ένα ηλεκτρόνιο που βρίσκεται συχνά μέσα στην ακτινωτή περιοχή ενός άλλου ασπίδα ηλεκτρονίων λιγότερο από όσο ένα καθαρά εσωτερικό ηλεκτρόνιο.
Γι’ αυτό θωράκιση με ίδιο κέλυφος είναι ασθενέστερη και οι λεπτομέρειες εξαρτώνται από τροχιακή διείσδυση.
Διαταγή διείσδυσης
Για ίδιο n, η διείσδυση συνήθως ακολουθεί s>p>d>f. Τα s ηλεκτρόνια έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα κοντά στον πυρήνα.
Μεγαλύτερη διείσδυση σημαίνει ότι το ηλεκτρόνιο περνά περισσότερο χρόνο εσωτερικά από άλλα ηλεκτρόνια και βιώνει μικρότερη θωράκιση, άρα μεγαλύτερο αποτελεσματική έλξη.
Θωράκιση μέσα σε περίοδο
Κατά μήκος μιας περιόδου προστίθενται ηλεκτρόνια σθένους στην ίδια κύριο κέλυφος. Αυτά δεν ασπίδα το ένα το άλλο τόσο αποτελεσματικά όσο μια νέα εσωτερικό κέλυφος.
Έτσι η αύξηση του πυρηνικό φορτίο υπερισχύει και το αποτελεσματική πυρηνική έλξη συνήθως ενισχύεται.
Θωράκιση προς τα κάτω
Κατεβαίνοντας μια ομάδα προστίθεται νέα κατειλημμένο κέλυφος. Τα νέα ηλεκτρόνια του πυρήνα αυξάνουν έντονα θωράκιση και τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται μακρύτερα.
Αυτό συμβάλλει σε μεγαλύτερα ακτίνες και χαμηλότερες πρώτες ενέργειες ιονισμού προς τα κάτω σε πολλές οικογένειες της κύριας ομάδας.
Φτωχός d/f θωράκιση
Τα d και f υποκελύφη έχουν χωρικές κατανομές που θωρακίζει τα εξωτερικά ηλεκτρόνια όχι τόσο αποτελεσματικά όσο θα πρότεινε η απλή καταμέτρηση ηλεκτρόνια.
Η φτωχός 4f θωράκιση είναι κεντρική στη συστολή της λανθανίδης και επηρεάζει ακτίνες και χημεία των 5d μεταβατικά μέταλλα.
Θωράκιση και Z_εφ
Το θωράκιση είναι η φυσική αιτία που μειώνει το αποτελεσματική έλξη· το Z_εφ είναι ο τρόπος να συνοψίσουμε αυτή την καθαρό αποτέλεσμα. Οι δύο έννοιες σχετίζονται αλλά δεν είναι συνώνυμες.
Περισσότερη θωράκιση τείνει να μειώνει Z_εφ για ένα δεδομένο ηλεκτρόνιο, αλλά αλλαγές σε Z, n και τροχιακή διείσδυση πρέπει να εξετάζονται ταυτόχρονα.
Λυμένο παράδειγμα
Ηλεκτρόνια πυρήνα
Τι κάνουν συνήθως στην έλξη ενός εξωτερικό ηλεκτρόνιο;
Λύση
Τη μειώνουν μέσω θωράκιση.
Το ίδιο n
Ποιο τροχιακό έχει μεγαλύτερη διείσδυση: 3s ή 3p;
Λύση
3s.
Λανθανίδης
Ποια ασπίδα υποκελύφους ανεπαρκώς;
Λύση
Η 4f.