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多くの原子の多数の電子電子反発を簡素化するために、効果的な核電荷の概念はどのように使用されますか?

効果的な核電荷の概念(z eff )多原子系の電子間の複雑な相互作用を簡素化する方法を提供します。これがどのように機能しますか:

1。問題:

*マルチエレクトロン原子では、各電子は核への魅力と他の電子からの反発を経験します。

*これらの反発は、すべての電子の位置によって異なるため、正確に計算するのが困難です。

*これらすべての電子エレクトロン相互作用を直接説明することは、計算的に非常に高価で複雑です。

2。解決策:効果的な核電荷(z eff

* z eff 原子内の電子が経験する正味の正電荷を表します

*実際の核電荷(z)ではありません 、むしろ、他の電子のシールド効果を説明する修正値

* シールド効果: 内側の電子(核に近い)は、外部電子からの核の引力を部分的にブロックします。

3。 z eff 計算を簡素化:

* z eff を使用して 、私たちは、それが単純化された効果的な核引力を経験するかのように、各電子を扱うことができます 、他のすべての電子との詳細な相互作用を明示的に説明することなく。

*これは計算を大幅に簡素化します 電子構成、イオン化エネルギー、および原子半径を含む。

4。例:

*原子番号z =11のナトリウム原子(NA)を検討してください。

* 11の電子は、核への魅力を経験しますが、互いに撃退します。

* z eff として最も外側の価電子が経験する有効な核電荷を近似することができます ≈1、つまり、内側の10電子のシールド効果のために、核に対する弱い魅力を「感じる」だけです。

*この単純化は、ナトリウムがその原子価を容易に失い、+1イオンを形成する理由を理解するのに役立ちます。

5。 z eff の重要性 :

* 化学的特性の予測: z eff 周期表全体の原子半径、イオン化エネルギー、および電気陰性度の傾向を予測するのに役立ちます。

* 結合の理解: 原子が電子の親和性と反応性に影響を与えることにより、結合を形成する方法を理解することに貢献します。

要約すると、z eff ポリ原子システムにおける電子エレクトロン相互作用の複雑な相互作用を簡素化する有用な近似を提供し、原子特性と化学的挙動を理解し、予測しやすくします。

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