Elektronų ekranavimas
Elektronų ekranavimas – tai grynosios branduolio traukos sumažėjimas dėl kitų elektronų stūmos. Tai nėra kietas fizinis „skydas“: ekranavimas priklauso nuo radialinio pasiskirstymo, orbitalės prasiskverbimo ir nuo to, ar elektronai yra vidiniuose ar tame pačiame pagrindiniame sluoksnyje.
Kaip veikia ekranavimas
Elektronų tarpusavio stūma. Kiekvieną elektroną traukia teigiamas branduolys ir stumia kiti elektronai. Išoriniam elektronui didelė vidinio elektronų tankio dalis yra arčiau branduolio, todėl grynoji trauka sumažėja.
Vidinių elektronų ekranavimas. Žemesnių sluoksnių elektronai stipriai ekranauja valentinius, nes beveik visas jų tankis yra viduje nuo valentinės srities.
To paties sluoksnio ekranavimas. Vienodo n elektronų pasiskirstymai stipriai persidengia, todėl jie vienas kitą ekranuoja tik iš dalies. Dėl to Zₑff per periodą didėja.
s, p, d, f prasiskverbimas
Esant panašiam n, prasiskverbimas apytikriai mažėja s>p>d>f. Geriau prasiskverbianti orbitalė yra mažiau ekranuojama.
Ekranavimas ir periodiškumas
Per periodą
Protonų daugėja, o nauji elektronai patenka į tą patį pagrindinį sluoksnį. Kadangi tarpusavio ekranavimas nepilnas, atomai dažnai mažėja.
Žemyn grupe
Naujas pagrindinis sluoksnis padidina atstumą ir įterpia papildomą vidinį elektronų sluoksnį, todėl ekranavimas sustiprėja.
Šarminiai metalai
Li ir K turi po vieną ns¹ valentininį elektroną, bet K 4s elektroną ekranauja daugiau užpildytų vidinių sluoksnių.
Halogenai
F ir Cl turi stiprią branduolio trauką, tačiau Cl papildomas sluoksnis padidina atstumą ir ekranavimą.
Pakeiskite reikšmę — rezultatas atnaujinamas iš karto.
Tikslesnis vaizdas
S nėra universali konstanta
Ekranavimo dydis priklauso nuo pasirinkto elektrono; skirtingos to paties atomo orbitalės turi nevienodą prasiskverbimą.
Slaterio taisyklės
Slaterio taisyklės sistemingai apytikriai apskaičiuoja S, suteikdamos skirtingus svorius to paties, ankstesnio ir gilesnių sluoksnių elektronams.
Orbitalių relaksacija
Pašalinus arba pridėjus elektroną likusios orbitalės persitvarko, todėl jono ekranavimas nėra toks pats kaip neutralaus atomo.
Elektronų koreliacija
Elektronų judėjimas yra koreliuotas; paprastas sferinių sluoksnių vaizdas neapima visos daugelektronės kvantinės fizikos.
Jonizacijos energija
Stipresnis ekranavimas ir didesnis atstumas paprastai palengvina valentinio elektrono pašalinimą.
Atomų ir jonų dydis
Ekranavimas yra viena iš jėgų, lemiančių spindulį. Susidarant katijonui sumažėjusi elektronų stūma gali smarkiai sutraukti elektronų debesį.
Elektroninis afinitetas
Pridėjus elektroną papildoma stūma konkuruoja su branduolio trauka, todėl elektroninis afinitetas turi realių periodinės tendencijos nuokrypių.
Užduotys
Na ir Cl
Kodėl Cl paprastai mažesnis už Na tame pačiame periode?
Sprendimas
Branduolio krūvis didėja, o 3s/3p elektronai vienas kitą ekranauja nepilnai; Cl grynoji trauka didesnė.
Li ir K
Kodėl K valentinį elektroną pašalinti lengviau?
Sprendimas
4s elektronas yra toliau ir jį ekranauja daugiau užpildytų vidinių sluoksnių.
3s ir 3p
Kuri orbitalė geriau prasiskverbia branduolio link?
Sprendimas
3s, todėl ji mažiau ekranuojama negu 3p.