主な違い - 核電荷と実効核電荷
核電荷と実効核電荷は、原子の性質を説明するために使用される 2 つの異なる化学用語です。原子は、すべての物質を構成する最小単位です。原子は原子核と電子で構成されています。原子核は陽子と中性子で構成されています。陽子は正に帯電した亜原子粒子です。これらの陽子は、原子の核電荷を決定します。電子は原子核の周りを絶え間なく動いています。電子が移動している経路は、電子殻として知られています。最も外側の電子殻には、原子核への引力が最小の電子があります。これらの電子が経験する核引力は、内殻電子と核電荷からの反発に依存します。外殻電子が経験する正味の電荷は、実効核電荷として知られています。核電荷と実効核電荷の主な違いは、実効核電荷の値は常に核電荷の値よりも小さいことです。
対象となる主な分野
1.核電荷とは
– 定義、説明
2.実効核電荷とは
– 定義、説明、計算式
3.核電荷と実効核電荷の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:原子、有効核電荷、電子、電子殻、中性子、核電荷、陽子、亜原子粒子、価電子
Nuclear Charge とは
核電荷は原子核の全電荷です。基本的に正電荷です。これは、原子核が陽子で構成されており、陽子が正に帯電した亜原子粒子であるためです。すべての原子は、核内の少なくとも 1 つの陽子で構成されています。したがって、核電荷は常に正電荷です。
原子核は陽子と中性子で構成されています (プロチウム同位体を除く)。陽子は正に帯電しており、中性子は中性に帯電した亜原子粒子です。 1 つの陽子は +1 の電荷を持っています。陽子の数は、元素の周期表全体で増加します。したがって、それに応じて核電荷も増加します。
図 1:重水素原子は、原子核内の陽子と中性子で構成されています。この単一陽子は、重水素の核電荷に寄与します。
原子核電荷は、原子核と電子の間の引力の主な理由です。核電荷は正であるため、負に帯電した電子は静電力によって原子核に引き寄せられます。中性原子では、陽子と電子の数は同じです。言い換えれば、電子は核電荷を中和します。
さらに、元素の核電荷は固定値です。これは、元素に同位体が含まれていても、同位体は核内に同じ数の陽子を持っているため、これらすべての同位体の核電荷は同じであることを意味します。
実効核電荷とは
実効核電荷は、複数の電子を持つ原子内で電子が経験する正味の電荷です。外殻電子は、原子核から最も離れた位置にある電子です。これらの電子は、距離のために原子核への引き付けが最も少なくなります。したがって、これらの外殻電子は原子核からの影響を最小限に抑えます。最外殻の電子は、価電子として知られています。
複数の電子を持つ原子では、電子-原子核間引力とは別に、電子-電子反発力があります。電子または実効核電荷が受ける正味の電荷は、次の式を使用して計算できます。
実効核電荷の方程式
Z効果 =Z – S
どこで、Zeff は実効核電荷です。
Z は原子番号 (核内の陽子の数) です
S は遮蔽電子の数です。
図 02:実効核電荷
遮蔽電子は、原子核と外殻電子の間にある電子です。上記の式は、原子核による引力から内殻電子による反発を差し引いて得られる正味の電荷を示しています。
核電荷と実効核電荷の違い
定義
原子力爆弾: 核電荷は、原子核の総電荷です。
効果的な核爆弾: 実効核電荷は、外殻電子が原子内で経験する正味の電荷です。
電子
原子力爆弾: 核電荷は、原子内の電子の電荷に依存しません。
効果的な核爆弾: 実効核電荷は、内軌道電子と核電荷の影響を考慮して計算されます。
陽子
原子力爆弾: 核電荷は、核内に存在する陽子の数のみに依存します。
効果的な核爆弾: 実効核電荷は、陽子の数だけに依存するわけではありません。
値
原子力爆弾: 核電荷の値は常に正の値であり、実効核電荷の値よりも高くなります。
効果的な核爆弾: 実効核電荷は、核電荷の値よりも低い値です。
結論
核電荷と実効核電荷は、化学元素の原子に関して計算される 2 つの異なる値です。核電荷は、原子核の総電荷です。実効核電荷は、最外殻の電子が経験する正味の電荷です。核電荷と実効核電荷の主な違いは、実効核電荷の値が常に核電荷の値よりも低いことです。
