Efeito de blindagem - Shielding effect

O efeito de blindagem às vezes conhecido como blindagem atômica ou blindagem de elétrons descreve a atração entre um elétron e o núcleo em qualquer átomo com mais de um elétron . O efeito de blindagem pode ser definido como uma redução da carga nuclear efetiva na nuvem de elétrons, devido a uma diferença nas forças de atração sobre os elétrons do átomo. É um caso especial de blindagem de campo elétrico . Este efeito também tem algum significado em muitos projetos em ciências materiais.

Força por camada de elétron

Quanto mais largas as camadas de elétrons no espaço, mais fraca é a interação elétrica entre os elétrons e o núcleo devido à blindagem. Em geral, podemos ordenar as camadas de elétrons (s, p, d, f) como tais

,

onde S é a força de blindagem que um determinado orbital fornece para o resto dos elétrons.

Descrição

No hidrogênio , ou em qualquer outro átomo do grupo 1A da tabela periódica (aqueles com apenas um elétron de valência ), a força no elétron é tão grande quanto a atração eletromagnética do núcleo do átomo. No entanto, quando mais elétrons estão envolvidos, cada elétron (no n º - shell ) experimenta não só a atração eletromagnética do núcleo positivo, mas também as forças de repulsão de outros elétrons em conchas de 1 a n . Isso faz com que a força resultante sobre os elétrons nas camadas externas seja significativamente menor em magnitude; portanto, esses elétrons não estão tão fortemente ligados ao núcleo quanto os elétrons mais próximos do núcleo. Este fenômeno é freqüentemente conhecido como efeito de penetração orbital. A teoria da blindagem também contribui para a explicação de por que os elétrons da camada de valência são mais facilmente removidos do átomo.

Além disso, há também um efeito de proteção que ocorre entre os subníveis dentro do mesmo nível de energia principal. Um elétron no subnível s é capaz de proteger os elétrons no subnível p do mesmo nível de energia principal. Isso se deve à forma esférica do orbital s. No entanto, o inverso não é verdadeiro; os elétrons de um orbital p não podem proteger os elétrons de um orbital s.

O tamanho do efeito de proteção é difícil de calcular com precisão devido aos efeitos da mecânica quântica . Como uma aproximação, podemos estimar a carga nuclear efetiva em cada elétron da seguinte forma:

Onde Z é o número de prótons no núcleo e é o número médio de elétrons entre o núcleo e o elétron em questão. pode ser encontrada usando a química quântica e a equação de Schrödinger ou usando as fórmulas empíricas de Slater .

Na espectroscopia de retroespalhamento de Rutherford, a correção devido à triagem de elétrons modifica a repulsão de Coulomb entre o íon incidente e o núcleo alvo em grandes distâncias. É o efeito de repulsão causado pelo elétron interno no elétron externo.

Veja também

Referências

  • L. Brown, Theodore; H. Eugene LeMay Jr; Bruce E. Bursten; Julia R. Burdge (2003). Chemistry: The Central Science (8ª ed.). EUA: Pearson Education. ISBN   0-13-061142-5 . Arquivado do original em 24/07/2011.
  • Thomas, Dan (09/10/1997). "Blindagem de elétrons em átomos de H (Z = 1) a Lw (Z = 103)" . University of Guelph . Página visitada em 12/07/2018 .
  • Peter Atkins & Loretta Jones, Princípios químicos: a busca por insight [Variação no efeito de proteção]