Usa la nostra calcolatrice della carica nucleare effettiva per calcoli rapidi e precisi. Strumento gratuito online.
In un atomo di idrogeno, il singolo elettrone sente la piena carica nucleare Z. Negli atomi multi-elettronici, gli elettroni interni annullano parzialmente l'attrazione nucleare per gli elettroni esterni attraverso la schermatura. Le regole di Slater quantificano questo: ogni elettrone nello stesso guscio contribuisce 0,35 alla costante di schermatura, ogni elettrone nel guscio n-1 contribuisce 0,85, e gli elettroni nei gusci n-2 o inferiori contribuiscono 1,00. Per il sodio (Z=11), l'elettrone esterno 3s ha Zeff = 11 - (2×1,00 + 8×0,85) = 11 - 8,8 = 2,2.
Zeff aumenta lungo un periodo perché ogni protone aggiunto aumenta Z di 1, mentre gli elettroni aggiunti allo stesso guscio schermano solo 0,35 ciascuno, con un aumento netto. Questo spiega perché il fluoro (Zeff ≈ 5,2) trattiene i suoi elettroni molto più saldamente del litio (Zeff ≈ 1,3), nonostante entrambi appartengano al periodo 2. Un Zeff più alto contrae la nuvola elettronica, aumentando l'energia di ionizzazione e l'elettronegatività mentre diminuisce il raggio atomico.
Scendendo in un gruppo, Zeff rimane approssimativamente costante o aumenta leggermente perché vengono aggiunti nuovi gusci e gli elettroni interni forniscono una schermatura quasi completa. Tuttavia, il numero quantico principale n aumenta, posizionando gli elettroni di valenza più lontano dal nucleo. Questa combinazione—Zeff simile ma n maggiore—comporta un legame elettronico più debole scendendo in un gruppo, spiegando la diminuzione graduale dell'energia di ionizzazione e l'aumento dei raggi atomici e ionici.
Atomic radius, ionization energy, electron affinity, electronegativity, and periodic trends
Explore CategoryZeff = Z - S, dove Z è il numero atomico e S è la costante di schermatura calcolata usando le regole di Slater. Ogni gruppo di elettroni contribuisce una frazione specifica a S in base al suo guscio.
Ogni nuovo protone aggiunge +1 a Z, ma gli elettroni dello stesso guscio schermano solo 0,35 ciascuno, quindi Zeff netto sale di circa 0,65 per elemento lungo un periodo.
Un Zeff più alto significa che il nucleo attrae gli elettroni di valenza più fortemente, richiedendo più energia per rimuoverli. Ecco perché l'energia di ionizzazione generalmente aumenta lungo un periodo.
Le regole di Slater sono linee guida empiriche per stimare la costante di schermatura S. Gli elettroni nello stesso gruppo contribuiscono 0,35, il guscio (n-1) contribuisce 0,85, e i gusci interni contribuiscono 1,00 a S per gli elettroni s e p.
No. Z è sempre un numero intero uguale al numero di protoni. Zeff è un valore decimale più piccolo che riflette ciò che un elettrone esterno sperimenta realmente dopo che gli elettroni interni hanno parzialmente annullato l'attrazione nucleare.