Tõhus tuumalaeng vs tuumalaeng
Aatomid koosnevad peamiselt prootonitest, neutronitest ja elektronidest. Aatomi tuum sisaldab prootoneid ja neutroneid. Ja elektronid tiirlevad ümber tuuma orbitaalidel. Elemendi aatomarv on prootonite arv, mis sellel tuumas on. Aatomnumbrit tähistav sümbol on Z. Kui aatom on neutraalne, on selles sama palju elektrone kui prootonites. Seega on aatomarv antud juhul võrdne elektronide arvuga.
Mis on tuumalaeng?
Aatomi tuumas on peamiselt kaks aatomiosakest, neutronid ja prootonid. Neutronitel pole elektrilaengut. Kuid igal prootonil on positiivne laeng. Kui tuumades on ainult prootoneid, on nendevaheline tõukejõud suurem (nagu laengud tõrjuvad üksteist). Seetõttu on neutronite olemasolu oluline prootonite tuumades omavahel sidumiseks. Kõigi aatomituuma prootonite positiivset kogulaengut nimetatakse tuumalaenuks. Kuna prootonite arv aatomis on sarnane aatomnumbriga, on tuumalaeng samuti sarnane elemendi aatomnumbriga. Seetõttu on tuumalaeng elemendile ainulaadne. Ja me näeme, kuidas tuumalaengud muutuvad perioodilisuse tabeli perioodide ja rühmade kaupa. Tuumalaeng suureneb perioodi jooksul vasakult paremale ja suureneb ka rühma võrra. Tuumalaeng on aatomi jaoks oluline, kuna see on elektrostaatiline jõud, mis tõmbab orbiidi elektronid tuuma külge ja seob sellega. Kuna elektronid on negatiivselt laetud, tõmbavad nad tuuma positiivsete laengute poole.
Mis on efektiivne tuumalaeng?
Aatomis olevad elektronid on paigutatud erinevatele orbitaalidele. Põhiorbitaali sees on ka teisi alamorbitaale. Iga suborbitaali kohta täidetakse kaks elektroni. Viimasel orbitaalil olevaid elektrone tuntakse valentselektronidena ja need asuvad tuumast kaugemal. Kuna elektronid on negatiivselt laetud, siis aatomis toimub nende vahel elektron-elektron tõrjumine. Samuti on tuumades olevate prootonite ja orbiidi elektronide vahel elektrostaatiline külgetõmme. Kuid tuumalaeng ei mõjuta kõiki elektrone ühtemoodi. Valentskihtides olevad elektronid tunnevad minimaalset tuumalaengu efekti. Selle põhjuseks on asjaolu, et tuuma ja väliskesta vahel olevad elektronid sekkuvad ja varjavad tuumalaenguid. Efektiivne tuumalaeng on tuumalaeng, mida kogevad väliskihi elektronid. Ja see väärtus on väiksem kui tegelik tuumalaeng. Näiteks fluoril on üheksa elektroni ja üheksa prootonit. Selle tuumalaeng on +9. Selle efektiivne tuumalaeng on aga kahe elektroni varjestuse tõttu +7. Aatomi efektiivse tuumalaengu saab arvutada järgmise valemiga.
Efektiivne tuumalaeng=aatomarv – mittevalentssete elektronide arv
Mis vahe on tuumalaengu ja efektiivse tuumalaengu vahel?
• Tuumalaeng on aatomituuma kõigi prootonite positiivne laeng. Efektiivne tuumalaeng on tuumalaeng, mida kogevad väliskihi elektronid.
• Efektiivne tuumalaeng on väiksem kui tuumalaengu väärtus. (Mõnikord võib see olla sarnane)
