Αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο έναντι πυρηνικής χρέωσης
Τα άτομα αποτελούνται κυρίως από πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Ο πυρήνας του ατόμου περιέχει πρωτόνια και νετρόνια. Και υπάρχουν ηλεκτρόνια που κάνουν κύκλους γύρω από τον πυρήνα σε τροχιακά. Ατομικός αριθμός ενός στοιχείου είναι ο αριθμός των πρωτονίων που έχει στον πυρήνα. Το σύμβολο για τη δήλωση του ατομικού αριθμού είναι το Z. Όταν το άτομο είναι ουδέτερο, έχει τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων με τα πρωτόνια. Έτσι, ο ατομικός αριθμός είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε αυτήν την περίπτωση.
Τι είναι το πυρηνικό φορτίο;
Σε έναν πυρήνα ενός ατόμου, υπάρχουν κυρίως δύο υποατομικά σωματίδια, τα νετρόνια και τα πρωτόνια. Τα νετρόνια δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Αλλά κάθε πρωτόνιο έχει θετικό φορτίο. Εάν υπάρχουν μόνο πρωτόνια στους πυρήνες, η απώθηση μεταξύ αυτών θα είναι μεγαλύτερη (όπως τα φορτία απωθούνται μεταξύ τους). Επομένως, η παρουσία νετρονίων είναι σημαντική για τη σύνδεση των πρωτονίων στους πυρήνες. Το συνολικό θετικό φορτίο όλων των πρωτονίων σε έναν πυρήνα ενός ατόμου είναι γνωστό ως πυρηνικό φορτίο. Δεδομένου ότι ο αριθμός των πρωτονίων σε ένα άτομο είναι παρόμοιος με τον ατομικό αριθμό, το πυρηνικό φορτίο είναι επίσης παρόμοιο με τον ατομικό αριθμό του στοιχείου. Επομένως, το πυρηνικό φορτίο είναι μοναδικό για ένα στοιχείο. Και μπορούμε να δούμε πώς τα πυρηνικά φορτία αλλάζουν μέσα από τις περιόδους και τις ομάδες του περιοδικού πίνακα. Το πυρηνικό φορτίο αυξάνεται από τα αριστερά προς τα δεξιά κατά τη διάρκεια μιας περιόδου και επίσης αυξάνεται κατά μια ομάδα. Το πυρηνικό φορτίο είναι σημαντικό για ένα άτομο, επειδή είναι η ηλεκτροστατική δύναμη που έλκει και δεσμεύει τα τροχιακά ηλεκτρόνια στον πυρήνα. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα, έλκονται από τα θετικά φορτία του πυρήνα.
Τι είναι το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο;
Τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο είναι διατεταγμένα σε διαφορετικά τροχιακά. Μέσα σε ένα κύριο τροχιακό, υπάρχουν άλλα υποτροχιακά. Για κάθε υποτροχιακό γεμίζονται δύο ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια στο τελευταίο τροχιακό είναι γνωστά ως ηλεκτρόνια σθένους και βρίσκονται πιο μακριά από τον πυρήνα. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα, σε ένα άτομο υπάρχει άπωση ηλεκτρονίων – ηλεκτρονίων μεταξύ τους. Και επίσης υπάρχει ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των πρωτονίων στους πυρήνες και των τροχιακών ηλεκτρονίων. Ωστόσο, το πυρηνικό φορτίο δεν επηρεάζει με τον ίδιο τρόπο όλα τα ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια στα κελύφη σθένους αισθάνονται το ελάχιστο φαινόμενο πυρηνικού φορτίου. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια μεταξύ του πυρήνα και των εξωτερικών φλοιών παρεμβαίνουν και θωρακίζουν τα πυρηνικά φορτία. Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο είναι το πυρηνικό φορτίο που βιώνουν τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους. Και αυτή η τιμή είναι χαμηλότερη από το πραγματικό πυρηνικό φορτίο. Για παράδειγμα, το φθόριο έχει εννέα ηλεκτρόνια και εννέα πρωτόνια. Το πυρηνικό του φορτίο είναι +9. Ωστόσο, το ενεργό πυρηνικό του φορτίο είναι +7, λόγω της θωράκισης που οφείλεται σε δύο ηλεκτρόνια. Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο ενός ατόμου μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο.
Πραγματικό πυρηνικό φορτίο=ατομικός αριθμός- αριθμός ηλεκτρονίων μη σθένους
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πυρηνικού φορτίου και ενεργού πυρηνικού φορτίου;
• Πυρηνικό φορτίο είναι το συνολικό θετικό φορτίο όλων των πρωτονίων σε έναν πυρήνα ενός ατόμου. Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο είναι το πυρηνικό φορτίο που βιώνουν τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους.
• Το ενεργό πυρηνικό φορτίο είναι χαμηλότερο από την τιμή του πυρηνικού φορτίου. (Μερικές φορές μπορεί να είναι παρόμοιο)
