شرکت در آزمون آنلاین شیمی بهترین گزینه برای شماست .
0
09116699542

اثر پوششی ( The screening effect)

اثر پوششی ( screening efect )

در کتاب درسی شیمی دهم به این موضوع پرداخته شده که در هنگام یونس الکترون از فلزات واسطه دوره چهارم جدول با عدد اتمی ۲۱ تا ۳۰  ، الکترون ابتدا از زیرلایه ۴S  و سپس از زیر لایه ۳d جدا می شود ، در حالی که در الکترون گیری در آرایش الکترونی ابتدا زیر لایه ۴S و سپس زیرلایه ۳d شروع به الکترون گیری می کند . زیرا زیرلایه s بهتر می تواند در الکترون های پوششی نفوذ کند در نتیجه سطح انرژی پایین تری خواهد داشت .

در کتاب درسی به این موضوع پرداخته که هر زیرلایه ای که مجموع اعداد کووانتومی اصلی (  n ) و فرعی ( l ) آن کمتر باشد ، پایدارتر است و زودتر الکترون می گیرد و در صورتی که مجموع n و l برابر باشد ، هر زیرلایه ای که n  کمتری دارد از سطح انرژی پایین تری برخوردار بوده و در نتیجه پایدارتر است . ( قاعده کلچکووسکی )

در این مقاله می خواهیم قدری فنی تر به این موضوع بپردازیم . اثر پوششی در واقع اثر ضعیف شدن جاذبه هسته اتم بر یک الکترون مورد نظر در اتم ، به وسیله الکترون های دیگر هم لایه و درونی تر اتم است . طوری که الکترون هایی که در همان لایه و یا لایه های درونی تر نسبت به الکترون مورد نظر قراردارند ، مزاحم قدرت جاذبه هسته بر الکترون مورد نظر می شوند .

اثر پوششی اولین بار توسط اسلیتر (slater) کشف شده و به این صورت بیان شد : هر الکترون در اتم ، با توجه به موقعیتی که در آرایش الکترونی اتم دارد مقدار معینی از بار مثبت هسته اتم را در اختیار خود می گیره و ازتاثیر آن بر الکترون های دیگر جلوگیری می کند .

البته این را هم بدانیم که الکترون های دیگر نیز در نقش مزاحم جاذبه هسته اتم بر الکترون های دیگر خواهند بود .

ثابت پوششی (s) : مقدار بار مثبتی را که به وسیله هر الکترون پوشش داده می شود ، ثابت پوششی می نامند و آن را با حرف S نشان می دهند .

اگر ثابت های پوششی الکترون های دیگر ( غیر از الکترون مورد نظر ) را با هم جمع کنیم و این عدد را از بار واقعی هسته اتم یعنی عدد اتمی  ( Z ) کم کنیم ، عدد حاصل را بار موثر هسته (Z^{*})می نامیم .        Z^{*}=Z-S

سوال : چگونه می توان عدد اسلیتر (slater) را برای یک الکترون در اتم محاسبه کرد ؟

الف ) هر گاه الکترونی که می خواهیم بارموثر هسته را برای آن حساب کنیم در زیرلایه S یا P قرار داشته باشد ، برای هر الکترونی که در زیرلایه بالاتر از آن قرار دارد عدد صفر برای اثر پوششی در نظر می گیریم اما برای الکترون های هم لایه عدد ۰/۳۵ و برای الکترون های لایه ما قبل آن  اثر پوششی را برابر ۰/۸۵  و برای الکترونهای درونی تر مقدار ۱ را در نظر می گیریم .

ب ) هر گاه الکترون مورد نظر در زیرلایه های dیا f قرار داشته باشد ، برای هر الکترونی که در زیرلایه بالاتر از آن قرار دارد عدد صفر برای اثر پوششی در نظر می گیریم اما برای الکترون های هم لایه عدد ۰/۳۵ و برای هر الکترون های باقیمانده درونی دیگر عدد ۱ را در نظر می گیریم .

سوال : بار موثر هسته را برای الکترون های ۴s و ۳d در اتم منگنز با عدد اتمی ۲۵ حساب کنید .

ابتدا با نوشتن آرایش الکترونی موقعیت الکترون مورد نظر را در اتم مشخص می کنیم . _{25}^{}\textrm{Mn}:[Ar]3d^{5}4S^{2}4P^{0}

اثر پوششی یا عدد اسلیتر را برای یک الکترون ۴S حساب می کنیم و از بار مطلق ( عدد اتمی ) کم می کنیم .

S_{4s}=0+(1\times 0.35)+(13\times 0.85)+(10\times 1)=21.40

Z^*=Z-S =25-21.40=3.60

حال اثر پوششی یا عدد اسلیتر را برای یک الکترون ۳d حساب می کنیم و از بار مطلق ( عدد اتمی ) کم می کنیم .

S_{3d}=0+(4\times 0.35)+(18\times 1)=19.4

Z^*=Z-S =25-19.40=5.60

می بینیم که بار موثر هسته بر روی الکترون ۳d بیشتر بوده و در نتیجه در هنگام یونش فلز واسطه ، الکترون تمایل دارد از زیرلایه ۴s جدا شود .

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.