Эффективный заряд ядра
Эффективный заряд ядра — это положительный заряд, который фактически действует на электрон с учётом того, что другие электроны частично ослабляют притяжение ядра.
Настоящий заряд ядра равен \(+Ze\), где \(Z\) — порядковый номер элемента, а \(e\) — элементарный заряд. Однако электрон внешнего уровня находится не один: электроны внутренних уровней отталкивают его и частично экранируют притяжение ядра. Поэтому внешний электрон ощущает заряд, меньший полного ядерного заряда.
Формула
Здесь \(Z_{\text{эфф}}\) — эффективный заряд ядра, \(Z\) — порядковый номер элемента, а \(S\) — величина экранирования. В школьных рассуждениях часто используют качественное правило: при движении слева направо по периоду \(Z\) увеличивается, а число внутренних электронных слоёв почти не меняется. Поэтому \(Z_{\text{эфф}}\) возрастает.
У натрия и магния внешние электроны находятся на третьем электронном слое. У магния заряд ядра больше на одну единицу, а внутреннее экранирование изменяется незначительно. Поэтому внешний электрон магния притягивается сильнее, чем внешний электрон натрия.
Эффективный заряд ядра не равен заряду ядра. Заряд атомного ядра определяется только числом протонов и равен \(+Ze\). Эффективный заряд относится к действию этого ядра на конкретный электрон и зависит от экранирующего эффекта.
Вниз по группе число электронных слоёв увеличивается, поэтому внешний электрон удаляется от ядра и сильнее экранируется внутренними электронами. Эффективный заряд может возрастать, но влияние расстояния и экранирования часто приводит к ослаблению удержания внешнего электрона. Поэтому эффективный заряд помогает объяснять изменение свойств элементов в периодах и группах, но не заменяет учёт всех факторов.
Как обычно изменяется эффективный заряд ядра при движении слева направо в одном периоде?
Главное
- Эффективный заряд ядра — действие ядра на электрон с учётом экранирования.
- Приближённо \(Z_{\text{эфф}}=Z-S\).
- В периоде слева направо эффективный заряд обычно увеличивается.