Põhiline erinevus efektiivse tuumalaengu ja varjestusefekti vahel on see, et efektiivne tuumalaeng on valentselektronidele mõjuvate tuumaprootonite atraktiivne positiivne laeng, samas kui varjestusefekt on efektiivse tuumalaengu vähenemine tekkival elektronipilvel. aatomis olevate elektronide külgetõmbejõudude erinevuse tõttu.
Tõhus tuumalaeng ja varjestusefekt on omavahel seotud. Varjestusefekt viitab tuumaelektronidele, mis tõrjuvad väliseid elektrone, vähendades tuuma efektiivset tuumalaengut välistele elektronidele.
Mis on efektiivne tuumalaeng?
Tõhusat tuumalaengut võib kirjeldada kui positiivse laengu tegelikku kogust, mida elektron kogeb mitmeelektronilises aatomis. Me kasutame terminit "efektiivne", kuna negatiivselt laetud elektronide varjestusefekt võib takistada suure energiaga elektronidel kogemast tuuma täielikku tuumalaengut. See juhtub sisemise kihi tõrjuva toime tõttu.
Lisaks nimetatakse efektiivset tuumalaengut, mida elektron kogeb, tuumalaenguks. Tavaliselt saame tuumalaengu tugevust määrata aatomi oksüdatsiooninumbri abil. Enamikku keemiliste elementide füüsikalisi ja keemilisi omadusi saab seletada sõltuv alt elektroonilisest konfiguratsioonist.
Joonis 01: Efektiivne tuumalaeng
Tavaliselt põhineb ionisatsioonipotentsiaali suurus aatomi suurusel, tuumalaengul, sisemiste kestade sõelumisefektil ja sellel, mil määral äärmine elektron tungib laengusse, mille võib tekitada sisemine elektron.
Efektiivne aatomnumber ehk Zeff on teine termin, mis on seotud efektiivse tuumalaenguga. Seda nimetatakse mõnikord ka efektiivseks tuumalaenguks. See on prootonite arv, mida elektron näeb sisemise kesta elektronide varjamise tõttu. Seda saab kirjeldada kui aatomi negatiivselt laetud elektronide ja positiivselt laetud prootonite vahelise elektrostaatilise interaktsiooni mõõtmist.
Üldiselt kogeb elektron aatomis, millel on ainult see elektron, positiivse tuuma täislaengu ja efektiivse tuumalaengu saame arvutada Coulombi seaduse alusel.
Mis on varjestusefekt?
Varjestusefekt on elektronide ja aatomituuma vahelise tõmbejõu vähenemine aatomis, mis vähendab efektiivset tuumalaengut. Selle mõiste sünonüümid on aatomivarjestus ja elektronvarjestus. See kirjeldab elektronide ja aatomituumade vahelist külgetõmmet aatomites, mis sisaldavad rohkem kui ühte elektroni. Seetõttu on see elektronvälja sõelumise erijuht.
Selle varjestusefekti teooria järgi, mida laiemad on elektronkihid ruumis, seda nõrgem on elektriline külgetõmme elektronide ja aatomituuma vahel.
Kui arvestada tugevust elektronkihi kohta, siis mida laiemad on elektronkihid ruumis, seda nõrgem on elektronide ja tuuma elektriline interaktsioon sõelumise tõttu. Selle efekti järgi saame elektronkihid s, p, d ja f järjestada kui S(s) > S(p) > S(d) > S(f).
Mis vahe on tõhusal tuumalaengul ja varjestusefektil?
Tõhusat tuumalaengut võib kirjeldada kui positiivse laengu tegelikku kogust, mida elektron kogeb mitmeelektronilises aatomis. Varjestusefekt on elektronide ja aatomituuma vahelise tõmbejõu vähenemine aatomis, mis vähendab efektiivset tuumalaengut. Peamine erinevus efektiivse tuumalaengu ja varjestusefekti vahel on see, et efektiivne tuumalaeng on valentselektronidele mõjuvate tuumaprootonite atraktiivne positiivne laeng, samas kui varjestusefekt on efektiivse tuumalaengu vähenemine elektronipilvel, mis tekib elektronide pilve erinevuse tõttu. aatomis olevate elektronide külgetõmbejõud.
Allpool olev infograafik esitab kõrvuti võrdlemiseks tabeli kujul erinevusi efektiivse tuumalaengu ja varjestusefekti vahel.
Kokkuvõte – efektiivne tuumalaeng vs varjestusefekt
Tõhus tuumalaeng ja varjestusefekt on keemias olulised terminid aatomi omaduste kohta. Peamine erinevus efektiivse tuumalaengu ja varjestusefekti vahel on see, et efektiivset tuumalaengut võib kirjeldada kui positiivse laengu tegelikku kogust, mida elektron kogeb mitmeelektronilises aatomis, samas kui varjestusefekt on elektronide ja aatomituuma vahelise tõmbejõu vähenemine. aatomis, mis vähendab efektiivset tuumalaengut.
