Tehollinen ydinvaraus

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Tehollinen ydinvaraus riippuu ainoastaan tarkasteltua elektronia sisempien elektronien lukumäärästä ja varjostuskyvystä.

Tehollisella ydinvarauksella Zeff (engl. effective nuclear charge) tarkoitetaan negatiivisesti varautuneen elektronin kokemaa puoleensa vetävää atomiytimen protoneista johtuvaa positiivista varausta Z kun on huomioitu muiden elektronien aiheuttama sähköinen hylkivä voima. Tätä hylkivää voimaa kuvataan varjostustekijällä, jonka symboli on σ (sigma) tai S. Hylkivän voiman suuruus riippuu atomin elektronipilvessä tarkasteltua elektronia sisempien, eli matalamman pääkvanttiluvun omaavien elektronien lukumäärästä ja varjostuskyvystä, eikä ulompien elektronien lukumäärästä. Matemaattinen kuvaus on seuraavanlainen:[1]

Zeff =Z - σ

Z riippuu ytimen protonien lukumäärästä, eli järjestysluvusta. Esimerkiksi vedyllä luku on 1. σ voidaan laskea yksinkertaisimmin Slaterin sääntöjen avulla.[2]

Tehollisen ydinvarauksen avulla voidaan selittää atomin ominaisuuksia kuten sen kokoa: Zeff kasvaessa atomin koko pienenee sillä elektronit pakkautuvat lähemmäs ydintä sen positiivisen varauksen houkuttelemana.[2]

Zeff voidaan myös käyttää selvittämään samankaltaisista elektronikonfiguraatio vaihtoehdoista vakaampi: suuremman Zeff kokeva elektroni on voimakkaammin sitoutunut atomiytimen läheisyyteen ja sen poistamiseen tarvitaan enemmän energiaa kuin pienemmän Zeff kokevan elektronin.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Atkins, P. W. (Peter William), 1940-: Atkins' Physical chemistry, s. 339-340. New York: W.H. Freeman, 2006. 66528976. ISBN 0716787598. Teoksen verkkoversio.
  2. a b J. C. Slater: Atomic Shielding Constants. Physical Review, 1.7.1930, nro 1, s. 57–64. doi:10.1103/PhysRev.36.57. Artikkelin verkkoversio.