Muatan inti efektif

Dari muatan inti ke tarikan efektif

Muatan inti dan muatan yang dirasakan elektron

Z adalah jumlah proton dan merupakan bilangan bulat. Z_eff bukan muatan inti baru, melainkan ringkasan gabungan tarikan inti dan tolakan antarelektron untuk orbital tertentu.

Elektron inti

Elektron pada kulit dalam sering berada di antara inti dan elektron valensi sehingga memberikan penyaringan kuat.

Elektron valensi

Elektron pada kulit utama yang sama hanya menyaring sebagian karena distribusi ruangnya saling tumpang tindih.

Penetrasi mengubah tingkat penyaringan

Orbital yang lebih banyak menembus ke dekat inti mengalami penyaringan lebih kecil. Urutan penetrasi kualitatif umumnya s > p > d > f.

Perilaku periodik

Sepanjang periode: kenaikan Z melebihi penyaringan

Dari kiri ke kanan jumlah proton bertambah, sedangkan elektron baru terutama masuk ke kulit utama yang sama. Penyaringan sesama kulit tidak meniadakan kenaikan Z, sehingga Z_eff elektron valensi cenderung meningkat.

Ke bawah golongan: proton dan kulit inti sama-sama bertambah

Elektron valensi berada pada n yang lebih besar, lebih jauh dari inti, dan di dalamnya ada lebih banyak kulit elektron. Karena itu jumlah proton saja tidak cukup untuk menilai kekuatan ikatan elektron luar.

Memperkirakan dan menguji model

Aturan Slater memberi perkiraan terstruktur

Aturan Slater memberi koefisien penyaringan menurut kulit dan subkulit elektron lain. Ia berguna secara kualitatif dan semi-kuantitatif, tetapi bukan solusi eksak atom banyak-elektron.

Memperkirakan Zₑff dari Z dan S

Ubah Z dan S pada alat berikut. Persamaan Z_eff=Z−S adalah model satu-parameter untuk elektron tertentu.

Elektron d dan f menunjukkan batas gambar kulit sederhana

Elektron d dan terutama f tidak menyaring elektron luar sebaik yang disarankan oleh gambar kulit konsentris sederhana. Dampaknya tampak pada deret transisi dan kontraksi lantanida.

Cara menggunakan Zₑff

Apa yang dapat dan tidak dapat dijelaskan Zₑff

Z_eff menghubungkan konfigurasi elektron dengan jari-jari atom, energi ionisasi, dan banyak tren periodik. Namun ia bukan satu angka ukur langsung yang unik untuk tiap unsur; nilainya bergantung pada orbital dan metode pendekatan.

Na dan Cl: kulit utama sama, tarikan berbeda

Elektron valensi Na dan Cl sama-sama berada pada n=3, tetapi Z meningkat dari 11 menjadi 17. Elektron tambahan pada kulit yang sama tidak menyaring seefektif inti mirip Ne, sehingga valensi Cl merasakan tarikan bersih lebih besar.

Latihan

Periode yang sama

Elektron valensi Na atau Cl yang merasakan Z_eff lebih besar?

Golongan yang sama

Mengapa elektron 4s K tidak terikat jauh lebih kuat daripada elektron 3s Na walaupun K mempunyai lebih banyak proton?

Penyaringan lemah

Mengapa elektron f tidak mengimbangi kenaikan jumlah proton dengan baik?