Efecto protector - Shielding effect

El efecto de blindaje a veces denominado blindaje atómico o blindaje de electrones describe la atracción entre un electrón y el núcleo en cualquier átomo con más de un electrón . El efecto de blindaje se puede definir como una reducción de la carga nuclear efectiva en la nube de electrones, debido a una diferencia en las fuerzas de atracción de los electrones en el átomo. Es un caso especial de detección de campo eléctrico . Este efecto también tiene cierta importancia en muchos proyectos de ciencias de los materiales.

Fuerza por capa de electrones

Cuanto más anchas son las capas de electrones en el espacio, más débil es la interacción eléctrica entre los electrones y el núcleo debido al apantallamiento. En general, podemos ordenar las capas de electrones (s, p, d, f) como tales

${\ Displaystyle S (\ mathrm {s})> S (\ mathrm {p})> S (\ mathrm {d})> S (\ mathrm {f})}$ ,

donde S es la fuerza de apantallamiento que un orbital dado proporciona al resto de los electrones.

Descripción

En el hidrógeno , o en cualquier otro átomo del grupo 1A de la tabla periódica (aquellos con un solo electrón de valencia ), la fuerza sobre el electrón es tan grande como la atracción electromagnética del núcleo del átomo. Sin embargo, cuando están implicados más electrones, cada electrón (en el n ^º - shell ) experimenta no sólo la atracción electromagnética del núcleo positivo, sino también fuerzas de repulsión de otros electrones en conchas de 1 a n . Esto hace que la fuerza neta sobre los electrones en las capas externas sea significativamente menor en magnitud; por lo tanto, estos electrones no están tan fuertemente unidos al núcleo como los electrones más cercanos al núcleo. Este fenómeno se denomina a menudo efecto de penetración orbital. La teoría del blindaje también contribuye a explicar por qué los electrones de la capa de valencia se eliminan más fácilmente del átomo.

Además, también hay un efecto de blindaje que se produce entre subniveles dentro del mismo nivel de energía principal. Un electrón en el subnivel s es capaz de proteger a los electrones en el subnivel p del mismo nivel de energía principal. Esto se debe a la forma esférica del orbital s. Sin embargo, lo contrario no es cierto; los electrones de un orbital p no pueden proteger a los electrones en un orbital s.

El tamaño del efecto de blindaje es difícil de calcular con precisión debido a los efectos de la mecánica cuántica . Como aproximación, podemos estimar la carga nuclear efectiva en cada electrón de la siguiente manera:

${\ Displaystyle Z _ {\ mathrm {eff}} = Z- \ sigma \,}$

Donde Z es el número de protones en el núcleo y es el número promedio de electrones entre el núcleo y el electrón en cuestión. se puede encontrar usando la química cuántica y la ecuación de Schrödinger , o usando las fórmulas empíricas de Slater . ${\ Displaystyle \ sigma \,}$${\ Displaystyle \ sigma \,}$

En la espectroscopia de retrodispersión de Rutherford, la corrección debida al rastreo de electrones modifica la repulsión de Coulomb entre el ion incidente y el núcleo objetivo a grandes distancias. Es el efecto de repulsión causado por el electrón interno sobre el electrón externo.

Ver también

• Número atómico
• Depósito
• Carga nuclear efectiva
• Compuesto de gas noble
• Efectos estéricos
• Contracción de lantánidos
• contracción del bloque d (o contracción escandida)

Referencias

• L. Brown, Theodore; H. Eugene LeMay Jr; Bruce E. Bursten; Julia R. Burdge (2003). Química: La ciencia central (8ª ed.). EE.UU .: Pearson Education. ISBN   0-13-061142-5 . Archivado desde el original el 24 de julio de 2011.
• Thomas, Dan (9 de octubre de 1997). "Blindaje de electrones en átomos de H (Z = 1) a Lw (Z = 103)" . Universidad de Guelph . Consultado el 12 de julio de 2018 .
• Peter Atkins y Loretta Jones, Principios químicos: la búsqueda del conocimiento [Variación en el efecto protector]