Экранирование заряда

Дебаевский радиус — это такое расстояние, за пределами которого заряд отдельной частицы практически экранирован зарядами других заряженных частиц. Это понятие впервые введено немецким ученым Дебаем в 1923 г. при разработке теории электролитов и широко используется в теории плазмы. Для простой термической плазмы радиус Дебая определяется соотношением [c.248]

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]

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]

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]

Что касается двухатомных молекул, то обратимся к табл. 8, где приведены энергии диссоциации гомонуклеарных двухатомных молекул главных групп периодической системы. Изменение энергий диссоциации в каждом периоде соответствует наблюдаемому во втором периоде. Это следствие того, что набор внешних МО двухатомных молекул в каждой группе аналогичен, так же как аналогичен набор внешних атомных орбиталей атомов, образующих эти молекулы. В каждой главной группе периодической системы энергии диссоциации молекул монотонно убывают сверху вниз, что связано с участием в образовании МО все более высоких АО, например 3. и Ър в з -м периоде, 4.у и 4/ в 4-м и т. д., т. е. с возрастанием экранирования зарядов ядер электронами молекулярных остовов. Единственное нарушение этого порядка наблюдается в последовательности [c.124]

Заметим, что в объеме шара радиусом 4- 1/х заключено 96 % заряда ионной атмосферы и, следовательно, на этом расстоянии заряд центрального иона практически полностью экранирован зарядом ионной атмосферы. [c.457]

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]

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]

Полиэлектролитное набухание наблюдается также при изучении зависимости вязкости раствора слабого полиэлектролита от pH или от степени ионизации. При добавлении кислоты (или щелочи) к слабому полиоснованию (или слабой поликислоте) образуется полисоль, которая хорошо диссоциирована в водном растворе. Поэтому по мере нейтрализации увеличивается число одноименных зарядов в цепи, между ними возникают силы электростатического отталкивания, приводящие к тому, что конформации полиэлектролитных клубков становятся более вытянутыми. Изменение конформации сопровождается увеличением вязкости рас-твора в десятки и сотни раз (рис. IV. 4). Максимальное разворачивание наблюдается не в точке полной нейтрализации, а при а = 0,6 0,8. При более высоких значениях а вязкость уменьшается, что объясняется повышением цонной силы раствора и экранированием зарядов в цепи. Повышение ионной силы приводит к подавлению полиэлектролитного набухания. Поэтому максимум на кривых зависимости приведенной вязкости от pH снижается при повышении концентрации полиэлектролита или при введении в раствор низкомолекулярных солей. [c.122]

Природа растворителя является еще одним важнейшим внешним фактором, влияюш им на стабильность органических ионов. Многостороннее по своему характеру влияние растворителя в первом приближении можно схематически свести к двум аспектам. С одной стороны, полярный растворитель, т.е. жидкость с высокой диэлектрической проницаемостью, чисто физически снижает кулоновское взаимодействие зарядов, Этот эффект может быть довольно значительным например, переход от неполярного растворителя (гексана) к полярному (ацетонитрилу) уменьшает силы кулоновского взаимодействия б 21 раз. С другой стороны, молекула растворителя может стабилизировать ионы любого заряда за счет заряд-дипольных взаимодействий, образования водородных связей, комплексов разного типа, короче, за счет эффектов, обобщенно обозначаемых термином сольватация. Эти эффекты сольватации приводят к значительному экранированию заряда иона молекулами растворителя и частичной делокализации заряда, распределению его между ионом и сольватной оболочкой. [c.95]

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]

Другими словами, замена менее полярного растворителя на более полярный приведет к повышению или снижению скорости реакции в зависимости от того, является ли активированный комплекс более или менее полярным, чем реагенты. Здесь под полярностью растворителя понимают его способность сольватировать находящиеся в растворе заряженные частицы, причем считается, что такая способность растворителя повышается при увеличении дипольного момента его молекул и снижается при повышении степени экранирования зарядов биполярной молекулы. [c.205]

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]

До вскрытия пласта скелет в целом сохраняет остаточную поляризацию, причиной которой служат древние геологические процессы его формирования, а также более современные причины, связанные с землетрясениями, деформациями или инженерной деятельностью человека в земной коре. Длительному сохранению остаточной поляризации способствуют также эффекты закорачивания, которые заключаются в том, что при образовании на поверхности поляризованного скелета адсорбционных слоев происходит закорачивание полюсов диполей, квазидиполей и заряженных частиц, которое приводит к частичному экранированию зарядов на поверхностях и тем самым к предохранению скелета от разряжения за счет его внутренней электрической проводимости. [c.134]

Нейтрализация осуществляется за счет экранирования заряда иона частью электронной плотности, которая оттягивается от атомов кислорода ближайших молекул воды. Но смещение 9лсктрои-И0Й плотности ближайших молекул воды создает ее дефицит на этих молекулах, который частично покрывается смещением электронной плотности от следующих молекул и т. д. Так, вследствие поляризации дальних молекул воды и нарушения их струк1урных соотношений происходит образование гидратной оболочки иона, распространяющейся на расстояние до десятых долей микромет-26 [c.26]

Величина ДОзл зависит от ионной силы раствора. Повышение ионной силы приводит к ослаблению электростатических взаимодействий в полимерной цепи вследствие частичного экранирования зарядов и, следовательно, к уменьшению АОэл и увеличению эффективной константы диссоциации поликислоты. В результате кривая титрования полиэлектролита приближается к кривой титрования низкомолекулярного аналога. Однако эти кривые никогда не совпадают, поскольку даже при весьма высокой ионной силе раствора взаимодействия между ближайшими по цепи заряженными группами не экранируются полностью. На кривую титрования существенно влияет также строение полиэлектролитной цепи, в частности конфигурации звеньев, а также конформация, принимаемая ею в растворе. Изменение степени полимеризации (при достаточно больших Р) не влияет на Ар7((а), так как электростатическое взаимодействие в достаточно длинной цепи определяется не суммарным зарядом макромолекулы, а его линейной плотностью на полиионе. [c.118]

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]

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]

Оценка вклада зарядового взаимодействия частичек глин и поверхности породы на особенности фильтрации коллоидных систем в пористой среде показала, что при малых диаметрах поровых каналов скорость перемещения заряженных частиц будет меньше скорости движения основного флюида. Заряженные частицы будут оказывать дополнительное к чисто механическому гидродинамическое сопротивление потоку, приводя к снижению скорости фильтрации в ГНПК. При экранировании заряда в минерализованной воде влияние зарядового взаимодействия будет уменьшаться. Снижение скорости фильтрации с уменьшением проницаемости обуславливается увеличением доли участков взаимодействия зарядов частиц и поверхности. [c.36]

Данные по величинам вкладов неполярных групп пептидов в А2 при различных температурах представлены в табл. 4.3 [32]. Как видно из этой таблицы, указанные значения возрастают (для метиленовой и валиновой групп) или практически постоянны (для лейциновой группы) в интервале от 298 до 308 К. Известно, что температурная зависимость теплоемкости воды имеет минимум при 308 К, что влияет на сеть водородных связей, определяющих структуру воды, а структура воды играет важную роль в гидрофобных взаимодействиях [33]. Можно заключить, что максимум на температурной зависимости вкладов неполярных боковых цепей в /12 объясняется изменениями в структуре воды. Гидрофобные взаимодействия между боковыми группами пептидов усиливаются в промежутке 298-308 К. Тем не менее, при рассмотрении температурных зависимостей гидрофобных взаимодействий есть указания на их линейное усиление [34], по крайней мере, до 333 К. Расхождение мнений можно объяснить следующим. При изучении температурной зависимости вкладов боковых цепей в Л2 необходимо, как минимум, учитывать два определяющих эффекта первый - усиление гидрофобных взаимодействий вследствие ослабления гидрофобной гидратации при увеличении температуры второй - ослабление гидрофобных взаимодействий за счет увеличения влияния цвиттерионных заряженных групп вследствие уменьшения диэлектрической константы воды. Влияние полярного растворителя, такого как вода, на межмолекулярные взаимодействия очень велико из-за диэлектрического экранирования зарядов на атомах. Благодаря понижению диэлектрической константы воды диэлектрическое экранирование зарядов будет уменьшаться при увеличении температуры. Таким образом, влияние гидрофильных (заряженных и полярных) групп будет сильно мешать гидрофобным взаимодействиям неполярных групп при высоких температурах. [c.198]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология