Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Ядро, заряд экранирование заряда

    Эффект экранирования заряда ядра обусловлен наличием в атоме между данным электроном и ядром других электронов, которые экранируют, ослабляют воздействие на этот электрон положительного заряда ядра и тем самым ослабляют связь его с ядром. Понятно, что экранирование возрастает с увеличением числа внутренних электронных слоев. [c.30]

    Неметаллические свойства элемента выражены тем сильнее, чем легче его атомы принимают электроны. Связь электрона с ядром определяется средним расстоянием электрона на данной орбитали от ядра и эффективным зарядом ядра. Последний зависит прежде всего от степени экранирования заряда ядра внутренними электронами, а также от перекрывания орбита-лей внутренних и внешних электронов. Поэтому неметаллы занимают правую верхнюю часть периодической системы элементов. Легко также понять, что в соединениях одного и того же элемента его неметаллические свойства усиливаются с ростом положительного заряда иона. Неметаллы отличаются еще и тем, что у их атомов заселенность валентных орбиталей близка к максимально возможной согласно принципу Паули. Поэтому атомы неметаллов проявляют тенденцию путем присоединения электронов приобретать электронную конфигурацию ближайшего инертного газа. Неметаллы называют также электроотрицательными элементами. [c.459]


    Первые энергии ионизации атомов щелочных металлов составляют (в эВ) 5,39(и), 5,14(Ма), 4,34(К), 4,18(кЬ), 3,89(Сз). Энергии ионизации данных элементов имеют наиболее низкие значения. Это объясняется сильным экранированием заряда ядра внутренними электронными слоями, которые предшествуют внешнему электрону. Уменьшение энергии ионизации от лития к-цезию обусловлено возрастанием расстояния электрона от ядра по мере увеличения размера атомов. [c.46]

    Уравнение (5.2.11) учитывает изменение только одного главного квантового числа. Следует, однако, иметь в виду, что вследствие экранирования заряд ядра, действующего на электрон, меньше, чем заряд, соответствующий атомному номеру элемента. Поэтому вместо атомного номера как параметр используют эффективный заряд ядра [c.201]

    Зависимости энергий ионизации от зарядов атомных ядер несут большую информацию о характере взаимодействия электронов разн лх подуровней с ядром, об экранировании заряда ядра. Оно состоит в том, что в многоэлектронных атомах на электроны самых удаленных от ядра валентных подуровней действует не полный заряд ядра г, а значительно меньший эффективный заряд 2зф. Находящиеся между валентными электронами и ядром электроны нижних подуровней становятся электрическим экраном. [c.134]

    Наряду с резко выраженными максимумами и минимумами кривой энергии ионизации наблюдаются слабо выраженные, что можНо объяснить с помощью двух взаимосвязанных представлений об экранировании заряда ядра и о проникновении электронов к ядру. [c.30]

    Допустим, что каждый электрон движется в поле ядра остальных электронов. Действие остальных электронов на любой выбранный может быть весьма приближенно описано как экранирование ядра. Выбранный электрон к ядру притягивается, а от остальных электронов отталкивается. В грубой модели можно полагать, что поле остальных электронов такое, как если бы они находились в ядре, уменьшая его заряд до единицы (число всех электронов, кроме одного рассматриваемого, на единицу меньше заряда ядра). [c.448]

    Уменьшение энергии ионизации в подгруппах 5- и р- элементов объясняется усиливающимся (по мере увеличения числа электронных слоев) экранированием заряда ядра электронами, предшествующими внешним электронам. [c.33]

    На кривой энергии ионизации наряду с резко выраженными экстремальными точками наблюдаются слабовыраженные максимумы и минимумы. Наличие их можно объяснить с помощью двух представлений об экранировании заряда ядра и о проникновении электронов к ядру. Эффект экранирования заряда ядра обусловлен наличием в атоме между электроном и ядром других электронов, которые ослабляют воздействие на этот электрон положительного заряда ядра. Эффект проникновения электронов к ядру обусловлен тем, что все электроны могут находиться в определенные моменты времени в области, близкой к ядру. Внешние электроны также проникают к ядру через слои внутренних электронов. Эффект проникновения увеличивает прочность связи внешних электронов с ядром. [c.228]


    Если бы кроме рассматриваемого электрона других электронов в атоме не было, то энергия данного электрона в соответствии с уравнением (1.73) зависела бы только от заряда ядра 2 и главного квантового числа п. Чем больше 2 и чем меньше п, тем ниже лежит энергетический уровень в одноэлектронной системе, тем более прочно электрон связан с ядром. Наличие других электронов в атоме, кроме рассматриваемого, вносит значительные изменения в эту простую зависимость. Уяснить основные особенности их влияния можно с помощью двух взаимосвязанных понятий представления об экранировании заряда ядра и о проникновении электронов к ядру. [c.75]

    Заряд 2—5 называется эффективным зарядом ядра. Явление экранирования можно было бы понять и с позиций теории Бора, но специфические волно-механические свойства электрона обнаруживаются в особенностях эффекта экранирования для различных волновых функций. [c.81]

    В атомах, содержащих более одного электрона, следует учитывать и межэлектронное взаимодействие и уменьшение взаимодействия с ядром за счет экранирования заряда последнего другими электронами. Эта задача в настоящее время точно не решается и используются различные приближенные методы. [c.60]

    Во II периоде при переходе от лития (2s ) к неону (2s 2p ) и в III периоде при переходе от натрия (3s ) к аргону (Ss Sp ) имеет место возрастание энергии ионизации. Вместе с тем это возрастание неравномерное, а именно у бора (2s 2p ), следующего за бериллием (2s ), и кислорода (2s 2p ), следующего за азотом (2s 2p ), равно, как и у их аналогов (элементов III периода), энергии ионизации ниже ожидаемых. Наблюдаемый эффект связан с ослаблением эффекта экранирования заряда ядра атомов элементов, следующих непосредственно за атомами элементов с заполненной ns и наполовину заполненной пр валентными орбиталями. В целом наименьшие значения энергии ионизации имеют атомы элементов I группы, наибольшие — атомы благородных газов. [c.399]

    В периоде, как и следовало ожидать, по мере возрастания порядкового номера элемента (заряда ядра атома этого элемента) сродство к электрону возрастает. В группе по мере экранирования заряда ядра (за счет увеличения числа электронных оболочек атома) сродство к электрону падает. [c.399]

    Очевидно, с увеличением числа электронных слоев между рассматриваемым электроном и ядром эффект экранирования возрастает. Взаимное отталкивание электронов одного и того же уровня является тоже экранированием. Кроме того, внешние электроны по квантовомеханическим представлениям могут проникать к ядру через слои внутренних электронов и поэтому какое-то время находиться под более сильным влиянием заряда ядра. При данном п наиболее проникающими являются 5-электроны, менее проникающими р-электроны и еще менее — -и /-электроны. Поэтому прочность связи электронов одного уровня с ядром изменяется в последовательности 5, р, й, /. [c.74]

    Периодичность изменения энергии ионизации с порядковым номером видна из рис. 7. Как и следовало ожидать, минимумы на кривой соответствуют элементам 1А-подгруппы. Это объясняется сильным экранированием заряда ядра электронными оболочками, предшествующими внешнему электрону. Уменьшение же энергии ионизации в ряду —Сз вызвано ростом атомных радиусов. [c.59]

    Таким образом, за энергию ионизации обычно принимают пропорциональное ей значение потенциала ионизации и выражают его в электронвольтах (эВ) или джоулях (Дж) на один моль атомов (1 эВ = 96 кДж), Различают первые, вторые, третьи и т. д. потенциалы ионизации, соответствующие удалению первого, второго, третьего и т. д. электронов атома. Потенциалы ионизации являются важной характеристикой атомов и могут быть непосредственно измерены. Они представляют собой сложную функцию некоторых свойств атомов заряда ядра атомного радиуса, экранирования заряда ядра внутренними электронами, глубины проникновения внешних электронов в расположенные ниже электрон ные облака. Периодичность изменения потенциалов ионизации в зависимости от порядкового номера эле- [c.76]

    Поскольку ионизационные потенциалы — функция строения электронной оболочки атомов, они обнаруживают периодическую зависимость от порядкового номера элементов (рис. 20). Периодическую зависимость можно проследить и в характере изменения ионизационных потенциалов второго, третьего и т.д. порядков. Наименьшими величинами потенциалов ионизации первого порядка обладают атомы щелочных металлов. Это объясняется сильным экранированием заряда ядра полностью завершенными электронными оболочками с конфигурацией, свойственной благородному газу, которые предшествуют внешнему пз -электрону атомов щелочных металлов. [c.49]

    Для атомов с более чем одним электроном орбитальные энергии зависят как от так и от /г, хотя здесь нет простой связи между энергией и этими двумя квантовыми числами. Для одного и того же значения п энергия увеличивается с ростом /. Объяснение заключается в том, что с ростом / орбиталь все менее проникает в область вблизи ядра, так что эффективный экранированный заряд ядра, действующий на электрон, уменьшается. Это иллюстрирует рис. 3.9, где изображен потенциал иона К+, найденный методом ССП, как функция г. Здесь же приведены радиальные электронные плотности для водородоподобных 35-, Зр- и 3< -орбиталей, Ясно, что электрон на 35-орбитали испытывает в среднем наибольшее притяжение к ядру, а электрон на Зй(-орбитали — наименьшее. [c.47]


    Однако потенциалы ионизации галогенов почти такие же большие, как и в случае инертных газов. Электроны на внешних орбиталях атомов галогенов экранированы от заряда в основном электронами внутренних орбиталей, так как электроны на внешних орбиталях удалены приблизительно на то же расстояние от ядра. Непосредственным результатом этого неполного экранирования заряда ядра, поскольку речь идет об электронах на внешней орбитали, является тот факт, что атомы галогенов легко принимают дополнительный электрон, образуя отрицательные ионы. [c.402]

    Наиболее часто используемой шкалой электроотрицательностей является шкала, рассчитанная Полингом из термохимических данных. Значения электроотрицательностей по шкале Малликена (в электрон-вольтах) могут быть переведены в шкалу Полинга путем деления на коэффициент 3,17. При этом полного согласия данных не достигается, но соответствие обеих шкал вполне удовлетворительное. Фтор представляет собой наиболее электроотрицательный атом (4,0 по шкале Полинга), а цезий — наименее электроотрицательный атом (0,7 по шкале Полинга). Электроотрицательность для ряда элементов приведена на рис. 14.10, который показывает, что эта величина зависит от положения элемента в периодической таблице. Так, в группе галогенов сверху вниз электроотрицательность убывает, так как возрастает эффективное экранирование заряда ядра внутренними электронами. Атомы щелочных металлов обладают в значительной мере тенденцией терять внешние электроны и, следовательно, имеют низкую электроотрицательность. При переходе сверху вниз в подгруппе щелочных металлов электроотрицательность уменьшается вследствие увеличения эффективного экранирования заряда ядра внутренними электронами. [c.443]

    Величина положительного заряда иона металла служит важной характеристикой промотируемых или катализируемых металлами реакций [13]. Для многих процессов эффективность катализа непосредственно коррелирует с изменением заряда катиона. Так, как этот заряд распространяется на весь комплекс, а не только сосредоточен непосредственно на ионе металла, электростатическая природа координированных лигандов играет не менее важную роль, чем заряд иона металла. В некоторых рассмотренных выше реакциях активность многозарядного иона металла падала до нуля при комплексообразовании с анионными лигандами. Кроме того, плотность заряда может оказаться более важным фактором, чем общий заряд. Сила взаимодействия между двумя зарядами или диполями обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Для достижения максимального. каталитического эффекта ион металла должен быть непосредственно связан с молекулой субстрата, а точнее — с разрываемой связью молекулы. Таким образом, важнейшую роль приобретает стереоспецифическая координация иона металла. В случае ионов переходных металлов на электростатическую природу иона оказывает также влияние экранирование заряда ядра иона металла его -электронами и полем лигандов. [c.233]

    Экранирование заряда ядра нижележащими электронными слоями приводит к постепенному уменьшению абсолютной величины потенциалов ионизации как в максимумах и в минимумах, так и в группах Периодической системы по мере увеличения заряда ядра. [c.114]

    Вычисления по методу самосогласованного поля Ха-ртри-Фока довольно сложны и громоздки. Кроме того, получаемые при этом атомные орбитали трудно интерпретировать, поскольку их находят в численной, а не в аналитической форме. Поэтому были предложены приближенные атомные функции, заданные в аналитической форме и представляющие собой по сути волновые функции одного электрона в центральном поле ядра с эффективным зарядом ге. Наибольшее распространение нашли функции, предложенные Дж. Слейтером в 1931 г. Они являются, в сущности, видоизмененными АО (атомными орбиталями) атома водорода [см. уравнения (38) и (39) и табл. 1]. Для всех орбиталей Слейтер предложил способ расчета предэкспоненциального множителя и в уравнениях (38) и (39)] и множителя в показателе экспоненты (1/Го и 1/2го в тех же уравнениях). Оба множителя целиком и полностью определяются величиной 2-8, где 5 — постоянная экранирования. Слейтер сформулировал также правила расчета постоянной экранирования для всех электронных структур. Расчеты по методу Слейтера гораздо более просты и наглядны, чем по методу Хартри-Фока, и дают вполне удовлетворительные результаты по крайней мере для орбиталей с главным квантовым числом, равным 1, 2 и 3. [c.98]

    Рассмотрим для примера с этой точки зрения атом гелия в основном состоянии. Если бы в нем совсем не было межэлектронного взаимодействия, то оба электрона находились бы на орбитали с п = 1 в поле заряда 2 = -1-2 и по формуле (2) имели бы энергию Е = = -13,6 4 = -54,4 эВ, равную экспериментально определенному потенциалу ионизации одноэлектронного иона Не . Другой крайний вариант - идеальное экранирование заряда ядра одним электроном по отношению к другому, который тогда испытывал бы действие заряда ядра, уменьшенного ровно на единицу, т. е. ядра с [c.34]

    В пределах одного периода в направлении слева направо атомные радиусы металлов уменьшаются. В той же последовательности возрастает электрический заряд атомного ядра, причем происходит увеличение числа электронов, находящихся на одной оболочке. Поскольку возрастает число связывающих электронов, приходящихся на один атом, то металлическая связь упрочняется, и вместе с тем из-за увеличения числа электронов возрастают эффекты экранирования, в связи с чем кажущаяся величина атома уменьшается. [c.119]

    Строение внешних электронных оболочек атомов щелочных металлов пх. Поэтому они имеют низкие энергии ионизации, уменыиаюищеся при переходе по подгруппе элементов сверху вниз. При этом ослабление связн электрона с ядром вызывается ростом радиуса атома (обусловленного увеличением главного квантового числа внешнего электрона) и экранированием заряда ядра предшествующими внешнему электрону оболочками. Поэтому данные элементы легко образуют катионы Э+, имеющие конфигурацию атомов благородного газа. [c.300]

    Атом 3 р д лра Константа экранировани Атом Заряд дра Константа экранирования Атом Зарад ядра Константа экранировани [c.289]

    Из этой <[)ормулы ясен физический смысл константы " р, определяющей вeJшчинy экранирования заряда ядра электронами. Собственные значения гамильтониана водородоподобного атома с потенциалом (3.49) равны [c.68]

    Резкое снижение энергии ионизации у Li связано с эффектом экранирования заряда ядра атома лития гелиевой электронной оболочкой (s ). Аналогичные перепады в значениях энергии ионизации имеют место и при переходе от Ne к Na, от Аг к К и т. д., поскольку сильным экранирующим эффектом характеризуется завершенная электронная структура атома любого другого благородного газа (rts rtpS). [c.399]

    СЛ0И атома (рис. 22). Эффект проникновения увеличивает прочность связи электрона с ядром. Эффекты экранирования и проникновения можно рассматривать с единой точки зрения, так как формально они являются способом учета взаимного влияния электронов друг на друга. В отсутствие других электронов согласно уравнению (1П.29) энергия рассматриваемого электрона зависит только от заряда ядра 2 и главного квантового числа п. Влияние других электронов на данный электрон уменьшает 2 и л  [c.65]

    Константа экранирования а характеризует величину экранирования заряда ядра внутренними (по отношению к рассматриваемым) электронами (см. т. 1, стр. 42, 152—154), компенсирующими его силовое воздействие своими отталкивательиыми силами. [c.24]

    Попытаемся теперь установить взаимосвязь между величиной атомного радиуса и зарядом ядра, а также электронным строением атома, обратив основное внимание на самый верхний энергетический уровень, заселенный электронами. Атомный радиус возрастает при увеличении главного квантового числа п этого высшего занятого энергетического уровня. Однако средний радиус электронного распределения для каждого энергетического уровня в различных атомах неодинаков, так как он зависит от эффективного заряда ядра. Под эффективным зарядом ядра понимается кажущийся заряд, который воздействует на рассматриваемый электрон. Величина 2эфф меньше, чем истинный заряд ядра Z, потому что каждый внешний электрон частично экранируется от действия ядра внутренними электронами. Для самых внешних электронов степень экранирования истинного заряда ядра другими электронами этого же атома или иона можно охарактеризовать с помощью постоянной экранирования 5, которая определяется как разность между истинным и эффективным зарядами ядра. Таким образом, эффективный заряд ядра можно выразить как разность истинного заряда ядра и постоянной экранирования 2эфф = Z — 5. Электроны каждого энергетического уровня слабо экранируются другими электронами, находящимися на том же уровне, но существенно экранируются электронами, находящимися на более глубоких уровнях. [c.97]

    Эффект экранирования. Для того чтобы объяснить отмеченные выше тенденции и закономерности, логично предположить, что влияние, которое положительный заряд атомного ядра оказывает на электроны внешней оболочки, частично экранируется более глубоко лежащими электронами. Взаимодействие между электронами и атомным ядром является кулоновским, и его энергия пропорциональна заряду ядра и обратно пропорциональна расстоянию между ядром и электронами [E Ze jr). Это расстояние определяется главным и азимутальным квантовыми числами. Так как между орбиталями Н и Не нет разницы, а заряд ядра Не в 2 раза больше, чем ядра Н, то следует ожидать, что у Не энергия взаимодействия между ядром и электронами (выражающаяся в потенциале ионизации 1 ) будет превосходить энергию атома водорода в 2 раза. Однако отношение экспериментальных величин для Не (24,58 эВ) и Н (13,60 эВ) отлично от 2. Когда Не превращается в Не+, то остается еще 1 электрон, и первый потенциал ионизации гелия 1 соответствует взаимодействию между системой [Не + + е ] п электроном е- Таким образом, действие электрона, сохраняющегося в ионе, проявляется в том, что он в некоторой степени ослабляет эффективную величину положительного заряда атомного ядра. Если эффективный заряд ядра выразить в виде 2эфф = (Z — s), то S соответствует доле, приходящейся на экранирование, вызванное остающимися электронами, и ее назы- [c.68]


Смотреть страницы где упоминается термин Ядро, заряд экранирование заряда: [c.166]    [c.70]    [c.65]    [c.224]    [c.82]    [c.50]    [c.192]   
Физическая химия Книга 2 (1962) -- [ c.201 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Заряд ядра

Экранирование



© 2025 chem21.info Реклама на сайте