Эффект экранирования

редактировать
Уменьшение притяжения между электроном и ядром

Эффект экранирования, иногда называемое защитой атомов или защитой электронов, описывает притяжение между электроном и ядром в любом атоме с более чем один электрон. Эффект экранирования можно определить как уменьшение эффективного заряда ядра на электронном облаке из-за разницы в силах притяжения электронов в атоме. Это частный случай экранирования электрического поля. Этот эффект также имеет некоторое значение во многих проектах в области материаловедения.

Содержание

  • 1 Прочность на электронную оболочку
  • 2 Описание
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки

Прочность на электронную оболочку

Чем шире электронные оболочки находятся в космосе, тем слабее электрическое взаимодействие между электронами и ядром из-за экранирования. Как правило, мы можем упорядочить электронные оболочки (s, p, d, f) как таковые

S (s)>S (p)>S (d)>S (f) {\ displaystyle S (\ mathrm {s })>S (\ mathrm {p})>S (\ mathrm {d})>S (\ mathrm {f})}{\displaystyle S(\mathrm {s})>S (\ mathrm {p})>S (\ mathrm { d})>S (\ mathrm {f})} ,

где S - сила экранирования, которую данная орбиталь обеспечивает остальным электронам.

Описание

В водороде или любом другом другой атом в группе 1A периодической таблицы (те, у которых только один валентный электрон ), сила, действующая на электрон, такая же большая, как и электромагнитное притяжение от ядра атома. Однако, когда задействовано больше электронов, каждый электрон (в n- оболочке ) испытывает не только электромагнитное притяжение от положительного ядра, но и силы отталкивания от других электронов в оболочках от 1 до n. Это вызывает чистая сила, действующая на электроны во внешних оболочках, должна быть значительно меньше по величине; следовательно, эти электроны не так сильно связаны с ядром, как электроны, расположенные ближе к ядру. Это явление часто называют эффектом орбитального проникновения. Теория экранирования также способствует объяснению того, почему электроны валентной оболочки легче удаляются из атома.

Кроме того, существует также эффект экранирования, который возникает между подуровнями в пределах одного и того же основного энергетического уровня. Электрон на s-подуровне способен экранировать электроны на p-подуровне того же основного энергетического уровня . Это из-за сферической формы орбитали s. Однако обратное неверно; электроны с p-орбитали не могут экранировать электроны на s-орбитали.

Величину экранирующего эффекта трудно точно рассчитать из-за эффектов квантовой механики. В качестве приближения мы можем оценить эффективный заряд ядра на каждом электроне следующим образом:

Z eff = Z - σ {\ displaystyle Z _ {\ mathrm {eff}} = Z- \ sigma \,}Z_ \ mathrm {eff} = Z- \ sigma \,

где Z - число протонов в ядре, а σ {\ displaystyle \ sigma \,}\ sigma \, - среднее количество электронов между ядром и рассматриваемым электроном. σ {\ displaystyle \ sigma \,}\ sigma \, можно найти, используя квантовую химию и уравнение Шредингера, или используя эмпирические формулы Слейтера.

In Спектроскопия резерфордского обратного рассеяния поправка, обусловленная экранированием электронов, изменяет кулоновское отталкивание между налетающим ионом и ядром-мишенью на больших расстояниях. Это эффект отталкивания, вызванный внутренним электроном на внешний электрон.

См. Также

Литература

Последняя правка сделана 2021-06-08 05:14:50
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте