La carga nuclear efectiva se refiere a la carga percibida por los electrones más externos (valencia) de un átomo de múltiples electrones después de tener en cuenta el número de electrones protectores que rodean el núcleo. La fórmula para calcular la carga nuclear efectiva para un solo electrón es "Zeff = Z - S", donde Zeff es la carga nuclear efectiva, Z es el número de protones en el núcleo, y S es el promedio cantidad de densidad de electrones entre el núcleo y el electrón que está resolviendo.

Como ejemplo, puede usar esta fórmula para encontrar la carga nuclear efectiva de un electrón en litio, específicamente el electrón "2s".

TL; DR (demasiado largo; no leído)

El cálculo de la carga nuclear efectiva es Zeff = Z - S. Zeff es la carga efectiva, Z es el número atómico, y S es el valor de carga de Slater's Rules.

Find Z: Número atómico

Determina el valor de Z. Z es la cantidad de protones en el núcleo del átomo, que determina el núcleo positivo cargar. La cantidad de protones en el núcleo de un átomo también se conoce como el número atómico, que se puede encontrar en la tabla periódica de elementos.

En el ejemplo, el valor de Z para el litio es 3.

Buscar reglas de S: Slater

Encontrar el valor de S utilizando las Reglas de Slater, que proporcionan valores numéricos para el concepto de carga nuclear efectiva. Esto se puede lograr escribiendo la configuración electrónica del elemento en el siguiente orden y agrupaciones: (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d), (4f), ( 5s, 5p), (5d), (5f), etc. Los números en esta configuración corresponden al nivel de caparazón de los electrones en el átomo (qué tan lejos están los electrones del núcleo) y las letras corresponden a la forma dada de la órbita de un electrón En términos simplificados, "s" es una forma orbital esférica, "p" se asemeja a una figura 8 con dos lóbulos, "d" se asemeja a una figura 8 con una rosquilla alrededor del centro, y "f" se parece a dos figuras 8 que se bisecan .

En el ejemplo, el litio tiene tres electrones y la configuración electrónica se ve así: (1s) 2, (2s) 1, lo que significa que hay dos electrones en el primer nivel de caparazón, ambos con formas orbitales esféricas, y un electrón (el foco de este ejemplo) en el segundo nivel de caparazón, también con una forma esférica.

Buscar S: Asignar valores de electrones

Asignar un valor a los electrones de acuerdo con su caparazón nivel y forma orbital. Los electrones en una órbita "s" o "p" en el mismo caparazón que el electrón que estás resolviendo aportan 0.35, los electrones en un orbital "s" o "p" en el caparazón un nivel de energía más bajo contribuyen 0.85 y los electrones en un orbital "s" o "p" en proyectiles, dos niveles de energía y contribución inferior 1. Los electrones en un orbital "d" o "f" en el mismo caparazón que el electrón para el que se calcula contribuyen con 0,35 y los electrones en un orbital "d" o "f" en todos los niveles de energía más bajos contribuyen 1. Los electrones en conchas superiores al electrón que está resolviendo no contribuyen al blindaje.

En el ejemplo, hay dos electrones en el caparazón que tiene un nivel de energía más bajo que el caparazón del electrón que está resolviendo, y ambos tienen orbitales "s". Según las Reglas de Slater, estos dos electrones cada uno contribuyen con 0.85. No incluya el valor del electrón que está resolviendo.

Encuentre S: agregue valores juntos

Calcule el valor de S sumando los números que asignó a cada electrón usando las Reglas de Slater .

Para nuestro ejemplo, S es igual a .85 + .85, o 1.7 (la suma de los valores de los dos electrones que estamos contando)

Reste S de Z
< Reste S de Z para encontrar la carga nuclear efectiva, Zeff.

En el ejemplo que usa un átomo de litio, Z es igual a 3 (el número atómico de litio) y S es igual a 1.7. Al cambiar las variables en la fórmula a los valores correctos para el ejemplo, se convierte en Zeff = 3 - 1.7. El valor de Zeff
(y por lo tanto la carga nuclear efectiva del electrón 2s en un átomo de litio) es 1.3.