En muchos átomos, se dice que cada electrón experimenta menos que la carga nuclear real debido a la protección o el blindaje de los otros electrones. Para cada electrón en un átomo, las reglas de Slater proporcionan un valor para la constante de selección, denotada por σ.

La carga nuclear efectiva se puede definir como la carga nuclear real (Z) menos el efecto de apantallamiento causado por los electrones que intervienen entre el núcleo y el electrón de valencia.

Carga nuclear efectiva, Z * = Z - σ Donde, Z = Número atómico, σ = Blindaje o detección constante.

Para calcular la carga nuclear efectiva (Z *) necesitamos el valor de la constante de cribado (σ) que se puede calcular utilizando las siguientes reglas.

Pasos

  1. 1 Escriba la configuración electrónica del elemento como se muestra a continuación.
    • (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p) (5d) ...
    • Llena los electrones de acuerdo con el principio de Aufbau.
      • Cualquier electrón a la derecha del electrón de interés no contribuye a la constante de protección.
      • La constante de protección para cada grupo se forma como la suma de las siguientes contribuciones:
        • Todos los otros electrones en el mismo grupo que el electrón de interés blindan en una extensión de 0,35 unidades de carga nuclear excepto en el grupo 1s, donde el otro electrón contribuye solo con 0,30.
        • Si el grupo es del tipo [s, p], una cantidad de 0.85 de cada capa de electrones (n-1) y una cantidad de 1.00 para cada electrón de (n-2) y capa inferior.
        • Si el grupo es del tipo [d] o [f], entonces una cantidad de 1.00 para cada electrón de todos los que quedan a la izquierda de ese orbital.
  2. 2 Por ejemplo: (a) Calcule la carga nuclear efectiva en Nitrógeno para el electrón 2p.
    • Configuración electrónica- (1s2) (2s2, 2p3).
    • Constante de detección, σ = (0.35 × 4) + (0.85 × 2) = 3.10
    • Carga nuclear efectiva, Z * = Z - σ = 7 - 3.10 = 3.90
  3. 3 (b) Calcule la carga nuclear efectiva y la constante de selección observada en el electrón 3p en silicio.
    • Configuración electrónica- (1s2) (2s2, 2p6) (3s)2, 3p2).
    • σ = (0.35 × 3) + (0.85 × 8) + (1 × 2) = 9.85
    • Z * = Z - σ = 14 - 9.85 = 4.15
  4. 4 (c) Calcule la carga nuclear efectiva en Zinc para 4s electron y para 3d electron.
    • Configuración electrónica- (1s2) (2s2, 2p6) (3s)2, 3p6) (3d10) (4s2).
    • Para 4s electron,
    • σ = (0.35 × 1) + (0.85 × 18) + (1 × 10) = 25.65
    • Z * = Z - σ = 30 - 25.65 = 4.35
    • Para 3d electrón,
    • σ = (0.35 × 9) + (1 × 18) = 21.15
    • Z * = Z - σ = 30 - 21.15 = 8.85
  5. 5 (d) Calcule la carga nuclear efectiva en uno de los electrones 6s en tungsteno. (At. No. = 74)
    • Configuración electrónica- (1s2) (2s2, 2p6) (3s)2, 3p6) (4s2, 4p6) (3d10) (4f14) (5s)2, 5p6) (5d4), (6s2)
    • σ = (0.35 × 1) + (0.85 × 12) + (1 × 60) = 70.55
    • Z * = Z - σ = 74 - 70.55 = 3.45