Etkin çekirdek yükü
Etkin çekirdek yükü Z_eff, çok elektronlu bir atomda belirli bir elektronun çekirdek tarafından ortalama ne kadar güçlü çekildiğini anlatan bir modeldir. Gerçek çekirdek yükü +Ze'dir; diğer elektronlar çekimin bir bölümünü shield eder. Basit yaklaşım Z_eff≈Z−S biçimindedir ve S perdeleme constant olarak yorumlanır.
Gerçek çekirdek yükü değişmez
Çekirdekte hâlâ Z proton vardır. Z_eff, proton sayısının azaldığı anlamına gelmez; net electrostatic attraction'ı özetleyen effective parameter'dır.
Aynı atomdaki farklı orbitaller farklı nüfuz etme ve radial distribution nedeniyle farklı Z_eff hissedebilir.
Perdeleme ve nüfuz etme
iç kabuk elektronları çoğu zaman çekirdek ile değerlik elektronları arasında bulunur ve attraction'ı azaltır. aynı kabuktaki elektronlar daha zayıf shield eder.
Aynı ana kabuk içinde genel nüfuz etme sırası s>p>d>f'dir. s elektronlar çekirdeğe daha çok yaklaşabildiği için daha büyük effective attraction hissedebilir.
Sonuç
Sonuç:
periyot boyunca
Soldan sağa Z artar ve yeni değerlik elektronları yaklaşık aynı shell'e eklenir.
perdeleme artışı Z artışını tam karşılamaz; bu yüzden valence Z_eff genel olarak yükselir. atom yarıçapı küçülme ve ionization enerji artış trendine katkı sağlar.
Group boyunca aşağı
Group içinde aşağı indikçe yeni occupied shells eklenir. çekirdek yükü artsa da distance ve perdeleme de artar.
Bu yüzden yalnızca 'Z büyüdü, yarıçap küçülmeli' mantığı çalışmaz; outer elektronlar daha yüksek n'de olabilir.
Slater kuralları
Slater rules S için semi-empirical tahmin verir. periyodik eğilimler'i anlamakta yararlıdır ama exact quantum calculation değildir.
Gerçek atomda screening, orbital shapes ve elektron correlation tek sabit S'den daha zengindir.
d ve f perdeleme
d ve özellikle f elektronlar outer elektronlar'ı basit shell-counting'in düşündüğünden daha kötü shield eder.
Poor 4f perdeleme lanthanide contraction'ın önemli nedenidir ve 5d yarıçaplar üzerinde belirgin etki bırakır.
Observable trends ile ilişki
Daha büyük Z_eff genellikle daha güçlü attraction, daha küçük karakteristik yarıçap ve elektron koparma için daha yüksek enerji demektir.
Yine de kabuk/alt kabuk yapısı ve eşleşme gibi etkiler nedeniyle Z_eff bütün istisnaları tek başına açıklamaz.
model nasıl test edilir
Z_eff doğrudan tek bir atom sabiti olarak ölçülmez; orbital enerjileri, iyonlaşma verileri ve radyal elektron dağılımları ile ilişkili bir effective model parametresidir.
Farklı elektronlar için aynı Z−S hesabını körlemesine kullanmak yanlıştır. S değeri orbital nüfuzu'a ve hangi elektronlar'ın perdeleme yaptığına göre değişmelidir.
Çözümlü örnek
basit model
Z=11, S=8,8.
Çözüm
Z_eff≈2,2.
periyot boyunca
Valence Z_eff genel olarak?
Çözüm
Artar.
nüfuz etme
3s mi 3p mi daha çok nüfuz eder?
Çözüm
3s.