Elektronu ekranēšana
Elektronu ekranēšana ir kodola tīrās pievilkšanas samazināšanās, ko rada pārējo elektronu atgrūšanās. Tas nav ciets fizisks “ekrāns”: ekranēšanas stiprums ir atkarīgs no radiālā sadalījuma, orbitāles iespiešanās un no tā, vai elektroni atrodas iekšējās vai tajā pašā galvenajā čaulā.
Kā darbojas ekranēšana
Elektronu savstarpējā atgrūšanās. Katru elektronu pievelk pozitīvais kodols un atgrūž pārējie elektroni. Ārējam elektronam liela daļa iekšējā blīvuma atrodas tuvāk kodolam, samazinot tīro pievilkšanu.
Iekšējo elektronu ekranēšana. Zemāko galveno čaulu elektroni stipri ekranē valences elektronus, jo gandrīz viss to blīvums atrodas valences apgabala iekšpusē.
Vienas čaulas ekranēšana. Elektroni ar vienādu n telpiski stipri pārklājas un ekranē cits citu tikai daļēji. Tāpēc efektīvais kodola lādiņš pāri periodam parasti aug.
s, p, d, f iespiešanās
Pie līdzīga n iespiešanās aptuveni samazinās s>p>d>f. Labāk iespiežoties, orbitāle ir mazāk ekranēta.
Ekranēšana un periodiskums
Pāri periodam
Protonu skaits aug, bet jaunie elektroni nonāk tajā pašā galvenajā čaulā. Nepilnīgā savstarpējā ekranēšana ļauj atomam bieži sarauties.
Lejup pa grupu
Jauna galvenā čaula palielina attālumu un ievieto papildu iekšējo elektronu slāni, tādēļ ekranēšana kļūst stiprāka.
Sārmu metāli
Li un K abiem ir ns¹ valences elektrons, tomēr K 4s elektronu ekranē vairāk aizpildītu iekšējo čaulu.
Halogēni
F un Cl kodoli stipri pievelk valences elektronus, taču Cl papildu čaula palielina attālumu un ekranēšanu.
Mainiet vērtību — rezultāts atjaunojas uzreiz.
Precīzāks attēls
S nav universāla konstante
Ekranēšana ir atkarīga no konkrētā elektrona; viena atoma dažādām orbitālēm ir atšķirīga iespiešanās un vidējā atgrūšanās.
Sletera noteikumi
Sletera noteikumi dod strukturētu empīrisku S novērtējumu, piešķirot dažādus svarus tās pašas, iepriekšējās un dziļāku čaulu elektroniem.
Orbitāļu relaksācija
Pēc elektrona pievienošanas vai atņemšanas atlikušās orbitāles pārkārtojas. Tādēļ jona ekranēšana nav identiska neitrāla atoma ekranēšanai.
Elektronu korelācija
Elektronu momentānās kustības ir korelētas; vienkāršs lodveida čaulu modelis neapraksta visu daudzelektronu kvantu mehāniku.
Jonizācijas enerģija
Stiprāka ekranēšana un lielāks attālums parasti atvieglo valences elektrona noņemšanu.
Atomu un jonu izmērs
Ekranēšana ir daļa no līdzsvara, kas nosaka rādiusu. Katjona veidošanās var ievērojami samazināt elektronu savstarpējo atgrūšanos un saraut elektronu mākoni.
Elektronu afinitāte
Pievienojot elektronu, jaunā atgrūšanās sacenšas ar kodola pievilkšanu, tāpēc elektronu afinitātei ir īstas novirzes no gludas tendences.
Uzdevumi
Na un Cl
Kāpēc Cl parasti ir mazāks par Na tajā pašā periodā?
Risinājums
Kodola lādiņš pieaug, bet 3s/3p elektroni viens otru ekranē nepilnīgi; Cl tīrā pievilkšana ir lielāka.
Li un K
Kāpēc K valences elektronu noņemt ir vieglāk?
Risinājums
4s elektrons ir tālāk un to ekranē vairāk aizpildītu iekšējo čaulu.
3s un 3p
Kura orbitāle vairāk iespiežas kodola tuvumā?
Risinājums
3s, tādēļ tā ir mazāk ekranēta nekā 3p.