Effektiv kärnladdning hänvisar till laddningen som känns av de yttersta (valens) elektronerna i en flermelektronatom efter att ha tagit hänsyn till antalet skärmande elektroner som omger kärnan. Formeln för att beräkna den effektiva kärnkraftsladdningen för en enda elektron är "Zeff \u003d Z - S", där Zeff är den effektiva kärnladdningen, Z är antalet protoner i kärnan och S är medelvärdet mängden elektrondensitet mellan kärnan och den elektron som du löser för.

Som exempel kan du använda den här formeln för att hitta den effektiva kärnladdningen för en elektron i litium, specifikt "2s" -elektronen.

TL; DR (för lång; har inte läst)

Beräkningen för effektiv kärnkraftsladdning är Zeff \u003d Z - S. Zeff är den effektiva laddningen, Z är atomnumret och S är laddningsvärdet från Slater: s regler.

1. Hitta Z: Atomnummer |
   

   Bestäm värdet på Z. Z är antalet protoner i atomens kärna. , som bestämmer kärnans positiva laddning. Antalet protoner i en atomkärna kallas också atomnumret, som kan hittas på det periodiska elementet.
   

   I exemplet är värdet på Z för litium 3.
   

2. Hitta S: Slater: s regler
   
   

   Hitta värdet på S med hjälp av Slater: s regler, som ger numeriska värden för det effektiva kärnkraftsladdningskonceptet. Detta kan åstadkommas genom att skriva ut elektronkonfigurationen för elementet i följande ordning och grupperingar: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f), etc. Siffrorna i denna konfiguration motsvarar skalnivån för elektronerna i atomen (hur långt borta elektronerna är från kärnan) och bokstäverna motsvarar den angivna formen av en elektrons bana. I förenklade termer är "s" en sfärisk omloppsform, "p" liknar en figur 8 med två flikar, "d" liknar en figur 8 med en munk runt mitten, och "f" liknar två figur 8s som halverar varandra .
   

   I exemplet har litium tre elektroner och elektronkonfigurationen ser ut så här: (1s) 2, (2s) 1, vilket betyder att det finns två elektroner på den första skalnivån, båda med sfäriska orbitalformer, och en elektron (i fokus i detta exempel) på den andra skalnivån, också med en sfärisk form.
   

3. Hitta S: Tilldela elektronvärden
   
   

   Tilldela ett värde till elektronerna enligt till deras skalnivå och omloppsform. " bana i samma skal som den elektron som du löser för bidrar 0,35, elektroner i en "s" eller "p" omlopp i skalet en energinivå lägre bidrar med 0,85, och elektroner i en "s" eller "p" orbital i skal två energinivåer och lägre bidrar 1. Elektroner i en "d" eller "f" orbital i samma skal som elektronen för vilken du beräknar bidrar 0,35, och elektroner i en "d" eller "f" -bana i alla lägre energinivåer bidrar till 1. Elektroner i skal som är högre än den elektron som du löser för bidrar inte till skärmning.
   

   I exemplet finns det två elektroner i skalet som är en energinivå lägre än skalet på den elektron som du löser för, och de har båda "s" orbitaler. Enligt Slater's Rules bidrar dessa två elektroner vardera till 0,85. Inkludera inte värdet för den elektron som du löser för.
   

4. Hitta S: Lägg till värden tillsammans
   
   

   Beräkna värdet på S genom att lägga ihop numren du tilldelade varje elektron använder Slater's regler.
   

   För vårt exempel är S lika med 0,85 + 0,85, eller 1,7 (summan av värdena för de två elektronerna vi räknar)
   

5. Subtrahera S från Z
   
   

   Subtrahera S från Z för att hitta den effektiva kärnkraftsladdningen, Zeff.
   

   I exemplet med en litiumatom är Z lika med 3 (atomantalet litium) och S lika med 1,7. Genom att ändra variablerna i formeln till korrekta värden för exemplet blir det Zeff \u003d 3 - 1,7. Värdet på Zeff
   (och därmed den effektiva kärnkraftsladdningen för 2s-elektron i en litiumatom) är 1,3.