Una carica nucleare efficace si riferisce alla carica percepita dagli elettroni più esterni (valenza) di un atomo multielettrone dopo aver preso in considerazione il numero di elettroni schermanti che circondano il nucleo. La formula per calcolare la carica nucleare effettiva per un singolo elettrone è "Zeff = Z - S", dove Zeff è la carica nucleare effettiva, Z è il numero di protoni nel nucleo e S è la media quantità di densità elettronica tra il nucleo e l'elettrone per il quale stai risolvendo. Ad esempio, puoi usare questa formula per trovare la carica nucleare efficace per un elettrone nel litio, in particolare l'elettrone "2s". TL; DR (troppo lungo, non letto) Il calcolo della carica nucleare effettiva è Zeff = Z - S. Zeff è la carica effettiva, Z è il numero atomico, e S è il valore di carica delle Regole di Slater. Trova Z: Numero atomico Determina il valore di Z. Z è il numero di protoni nel nucleo dell'atomo, che determina il positivo del nucleo carica. Il numero di protoni nel nucleo di un atomo è anche noto come numero atomico, che può essere trovato sulla tavola periodica degli elementi. Nell'esempio, il valore di Z per il litio è 3. Trova S: Regole di Slater Trova il valore di S usando le Regole di Slater, che forniscono valori numerici per l'effettivo concetto di carica nucleare. Questo può essere ottenuto scrivendo la configurazione elettronica dell'elemento nel seguente ordine e raggruppamenti: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f), ecc. I numeri in questa configurazione corrispondono al livello di shell degli elettroni nell'atomo (quanto distano gli elettroni dal nucleo) e le lettere corrispondono alla forma data dell'orbita di un elettrone. In termini semplificati, "s" è una forma orbitale sferica, "p" assomiglia ad una figura 8 con due lobi, "d" assomiglia ad una figura 8 con una ciambella attorno al centro, e "f" assomiglia a due figure 8 che si intersecano . Nell'esempio, il litio ha tre elettroni e la configurazione elettronica si presenta così: (1s) 2, (2s) 1, nel senso che ci sono due elettroni sul primo livello di shell, entrambi con forme orbitali sferiche, e un elettrone (il focus di questo esempio) sul secondo livello di shell, anche con una forma sferica. Trova S: Assegna valori di elettroni Assegna un valore agli elettroni in base al loro guscio livello e forma orbitale. Gli elettroni in un'orbita "s" o "p" nello stesso guscio dell'elettrone per il quale stai risolvendo contribuiscono con 0,35, gli elettroni in un orbitale "s" o "p" nel guscio un livello di energia inferiore contribuiscono a 0,85 e gli elettroni in un orbitale "s" o "p" in gusci due livelli di energia e un contributo inferiore 1. Gli elettroni in un orbitale "d" o "f" nello stesso guscio dell'elettrone per il quale stai calcolando contribuiscono a 0,35, e gli elettroni in un orbitale "d" o "f" in tutti i livelli di energia più bassi contribuiscono 1. Gli elettroni in guscio più alti rispetto all'elettrone per il quale stai risolvendo non contribuiscono alla schermatura. Nell'esempio, ci sono due elettroni nel guscio che è un livello di energia inferiore al guscio dell'elettrone per il quale stai risolvendo, ed entrambi hanno orbite "s". Secondo le Regole di Slater, questi due elettroni contribuiscono ciascuno a 0,85. Non includere il valore per l'elettrone per il quale stai risolvendo. Trova S: aggiungi valori insieme Calcola il valore di S sommando i numeri assegnati a ciascun elettrone utilizzando le Regole di Slater . Per il nostro esempio, S equivale a .85 + .85, o 1.7 (la somma dei valori dei due elettroni che stiamo contando) Sottrai S da Z Sottrai S da Z per trovare la carica nucleare effettiva, Zeff. Nell'esempio usando un atomo di litio, Z è uguale a 3 (il numero atomico di litio) e S è uguale a 1.7. Modificando le variabili della formula con i valori corretti per l'esempio, diventa Zeff = 3 - 1.7. Il valore di Zeff
(e quindi la carica nucleare effettiva dell'elettrone 2s in un atomo di litio) è 1.3.
