Mendeleev

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.

+Zcore e⁻valence e⁻Zₑff = Z − Sattraction + repulsionnet inward pull
Elektronu ekranēšana

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.

nucleusouter regionpenetration changes screening
Elektronu ekranēšana

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.