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価電子電子が経験する効果的な核電荷は何ですか?

価電子電子が経験する有効な核電荷(zeff)は、原子の最も外側の殻の電子が経験する正味の正電荷です。内側の電子のシールド効果のため、実際の核電荷(z)よりも少ない。

Zeffに影響する要因:

* コア電子の数: コア電子が多いほど、シールド効果が大きくなり、ゼフが低くなります。

* 原子価電子の主要な量子数(n): より高いエネルギーレベルの電子(より大きなn)は、核から遠く離れており、コア電子によってより効果的に保護されるため、より弱いゼフを経験します。

* 電子構成: 方位角量量(L)が高いサブシェルの電子は、より効果的に保護され、ゼフが低くなります。

zeffの計算:

ゼフは、シールド効果を説明するために一連の経験的定数を提供するSlaterのルールを使用して推定できます。

zeffの結果:

* 原子半径: 大きいゼフは、原子核の近くに引っ張られるため、より小さな原子半径につながります。

* イオン化エネルギー: 大きいゼフは、価電子を除去するためにより多くのエネルギーを必要とするため、より高いイオン化エネルギーにつながります。

* 電気陰性度: ゼフが高いほど、原子は電子のより強い引力を持っているため、電気陰性度が高くなります。

* 化学反応性: Zeffは、元素の化学反応性を決定する上で重要な役割を果たします。

例:

11個のプロトン(Z =11)と1S²2S²2p⁶3S¹の電子構成を持つナトリウム(Na)を考えてみましょう。 3S軌道の価電子は、10コア電子のシールド効果により、約+1のズフを経験します。

要約すると、価電子電子が経験する効果的な核電荷は、さまざまな原子および化学的特性に影響を与える重要な要因です。

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