কার্যকর পারমাণবিক চার্জ: ধারণা, এটি কীভাবে গণনা করা যায় এবং উদাহরণগুলি - রসায়ন - 2025

কার্যকর পারমাণবিক চার্জ (Zef) আকর্ষণীয় বল যে পরে ইলেকট্রন কোনো নিউক্লিয়াস পারতো কবচ এবং অনুপ্রবেশ প্রভাব কমে হচ্ছে। যদি এরকম কোনও প্রভাব না ঘটে, তবে বৈদ্যুতিনগুলি প্রকৃত পারমাণবিক চার্জের জেডের আকর্ষণীয় শক্তি অনুভব করবে।

নিম্ন চিত্রে আমাদের কাছে একটি কল্পিত পরমাণুর জন্য বোহর পারমাণবিক মডেল। এর নিউক্লিয়াসে একটি পারমাণবিক চার্জ জেড = + এন রয়েছে, যা চারপাশে প্রদক্ষিণ করা ইলেকট্রনগুলিকে আকর্ষণ করে (নীল বৃত্তগুলি)। এটি দেখা যায় যে দুটি ইলেক্ট্রন নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি একটি কক্ষপথে রয়েছে এবং তৃতীয় ইলেকট্রন এটি থেকে আরও দূরে অবস্থিত।

তৃতীয় ইলেক্ট্রন অন্যান্য দুটি ইলেক্ট্রনের বৈদ্যুতিন বিকর্ষণ অনুভব করে, সুতরাং নিউক্লিয়াস এটিকে কম শক্তি দিয়ে আকর্ষণ করে; অর্থাৎ, প্রথম দুটি ইলেক্ট্রনকে রক্ষার ফলে নিউক্লিয়াস-ইলেকট্রন মিথস্ক্রিয়া হ্রাস পায়।

সুতরাং প্রথম দুটি ইলেক্ট্রন একটি + এন চার্জের আকর্ষণীয় বল অনুভব করে তবে তৃতীয়টি তার পরিবর্তে + (এন -2) এর কার্যকর পারমাণবিক চার্জের অভিজ্ঞতা অর্জন করে।

তবে এই জিফটি কেবল তখনই বৈধ হবে যদি সমস্ত ইলেক্ট্রনের নিউক্লিয়াসের দূরত্ব (ব্যাসার্ধ) সর্বদা স্থির এবং সুনির্দিষ্ট থাকে, তাদের নেতিবাচক চার্জগুলি সনাক্ত করে (-1)।

ধারণা

প্রোটন রাসায়নিক উপাদানগুলির নিউক্লিয়াকে সংজ্ঞায়িত করে এবং ইলেক্ট্রনগুলি বৈশিষ্ট্যগুলির একটি সেট (পর্যায় সারণীর গ্রুপ) এর মধ্যে তাদের পরিচয় সংজ্ঞায়িত করে।

প্রোটনগুলি পারমাণবিক চার্জ জেডকে এন + 1 হারে বৃদ্ধি করে যা পরমাণুকে স্থিতিশীল করতে নতুন ইলেকট্রন যুক্ত করে ক্ষতিপূরণ লাভ করে।

প্রোটনের সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে নিউক্লিয়াস ইলেক্ট্রনের একটি গতিশীল মেঘ দ্বারা "আচ্ছাদিত" হয়ে যায়, যেখানে তারা যে অঞ্চলগুলি দিয়ে প্রবাহিত হয় তরঙ্গ কার্যকারণের রেডিয়াল এবং কৌণিক অংশগুলির সম্ভাব্য বন্টন দ্বারা সংজ্ঞায়িত হয় (অরবিটালের)।

এই পদ্ধতির থেকে, ইলেক্ট্রনগুলি নিউক্লিয়াসের চারপাশের একটি নির্ধারিত অঞ্চলে প্রদক্ষিণ করে না, বরং দ্রুত ঘোরানো ফ্যানের ব্লেডগুলির মতো তারা পরিচিত এস, পি, ডি এবং এফ কক্ষপথের আকারগুলিতে ঝাপসা করে।

এই কারণে, কক্ষপথগুলি প্রবেশ করে এমন অঞ্চলগুলির দ্বারা একটি ইলেক্ট্রনের নেতিবাচক চার্জ -1 বিতরণ করা হয়; তীক্ষ্ণ প্রভাব তত বেশি, কার্যকর পারমাণবিক চার্জ তত বেশি বলেছিল যে কক্ষপথে ইলেক্ট্রন অনুভব করবে।

অনুপ্রবেশ এবং ieldাল প্রভাব

উপরোক্ত ব্যাখ্যার সাথে সামঞ্জস্য রেখে, অভ্যন্তরীণ শেলগুলিতে থাকা ইলেক্ট্রনগুলি বাইরের শেলগুলিতে বৈদ্যুতিনগুলির স্থিতিশীল বিকর্ষণতে একটি -1 চার্জ অবদান রাখে না।

তবে, এই কর্নেল (পূর্বে বৈদ্যুতিন দ্বারা ভরা শাঁস) একটি "প্রাচীর" হিসাবে কাজ করে যা নিউক্লিয়াসের আকর্ষণীয় শক্তিকে বাইরের ইলেক্ট্রনগুলিতে পৌঁছাতে বাধা দেয়।

এটি স্ক্রিন প্রভাব বা ঝাল প্রভাব হিসাবে পরিচিত। এছাড়াও, বাইরের শেলগুলির সমস্ত ইলেক্ট্রন এই প্রভাবের একই পরিমাণের অভিজ্ঞতা অর্জন করে না; উদাহরণস্বরূপ, আপনি যদি এমন কক্ষপথ দখল করেন যার উচ্চ অনুপ্রবেশকারী চরিত্র রয়েছে (যা নিউক্লিয়াস এবং অন্যান্য কক্ষপথের খুব কাছাকাছি স্থানান্তরিত হয়), তবে আপনি একটি উচ্চতর জেফ অনুভব করবেন।

ফলস্বরূপ, কক্ষপথের জন্য এই জেফের একটি ক্রিয়াকলাপ হিসাবে শক্তির স্থিতিশীলতার অর্ডার উত্থাপিত হয়: s

এর অর্থ হ'ল 2 পি অরবিটাল 2s অরবিটালের তুলনায় উচ্চতর শক্তি (নিউক্লিয়াসের চার্জ দ্বারা কম স্থিতিশীল) রয়েছে।

অরবিটাল দ্বারা দরিদ্রতর অনুপ্রবেশ প্রভাব, বাহ্যিক ইলেকট্রনের বাকী অংশগুলির উপর এর স্ক্রিন প্রভাব তত কম। ডি এবং এফ কক্ষপথ অনেকগুলি গর্ত (নোড) দেখায় যেখানে নিউক্লিয়াস অন্যান্য ইলেক্ট্রনকে আকর্ষণ করে।

কিভাবে এটি গণনা?

Negativeণাত্মক চার্জগুলি স্থানীয়ীকৃত বলে ধরে নেওয়া, যে কোনও ইলেক্ট্রনের জন্য জেফ গণনা করার সূত্রটি হ'ল:

জেফ = জেড - σ

এই সূত্রে ker হ'ল কর্নেলের ইলেক্ট্রন দ্বারা নির্ধারিত রক্ষা। এটি কারণ তাত্ত্বিকভাবে, বহিরাগততম ইলেকট্রনগুলি অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রনগুলি রক্ষা করতে অবদান রাখে না। অন্য কথায়, 1s ² 2s ¹ ইলেক্ট্রনকে ieldাল দেয় তবে 2s ¹ জেড 1s ² ইলেক্ট্রনকে ঝাল করে না ।

যদি জেড = 40, উল্লিখিত প্রভাবগুলিকে অবহেলা করে, তবে শেষ ইলেক্ট্রনটি 1 (40-39) এর সমান একটি জিফের অভিজ্ঞতা অর্জন করবে।

স্লেটারের নিয়ম

পরমাণুর ইলেক্ট্রনগুলির জন্য জেলাপের মানগুলি স্লেটারের নিয়ম একটি ভাল অনুমান। এটি প্রয়োগ করতে, নীচের পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করুন:

1- পরমাণুর (বা আয়ন) বৈদ্যুতিন কনফিগারেশন নিম্নরূপ লিখতে হবে:

(1 এস) (2 এস 2 পি) (3 এস 3 পি) (3 ডি) (4 এস 4 পি) (4 ডি) (4 এফ)…

2- বিবেচনা করা হচ্ছে এমন একের ডানদিকে থাকা ইলেকট্রনগুলি ieldালাইয়ের প্রভাবটিতে অবদান রাখে না।

3- একই গ্রুপের মধ্যে থাকা ইলেকট্রনগুলি (প্রথম বন্ধনী দ্বারা চিহ্নিত) ইলেক্ট্রনটির চার্জ 0.35 অবদান রাখে যদি না এটি 1 গ্রুপ হয়, পরিবর্তে 0.30 হয়।

4- যদি ইলেক্ট্রন একটি সোপ অরবিটাল দখল করে, তবে সমস্ত এন -1 অরবিটালগুলি 0.85 অবদান রাখে, এবং সমস্ত এন -2 কক্ষপথে একটি ইউনিট দেয়।

5- ইভেন্টটি যখন ইলেক্ট্রন একটি ডোফ অরবিটাল দখল করে, তার বাম দিকে সমস্তগুলি একটি ইউনিট অবদান রাখে।

উদাহরণ

2s অরবিটালে ইলেক্ট্রনগুলির জন্য জিফ নির্ধারণ করুন

স্লেটারের উপস্থাপনের পদ্ধতি অনুসরণ করে বি (জেড = 4) এর বৈদ্যুতিন কনফিগারেশনটি হ'ল:

(1 এস ²) (² এস ^{2 2} পি ⁰)

কক্ষপথে দুটি ইলেক্ট্রন রয়েছে বলে এর মধ্যে একটির অপরটির ieldালতে ভূমিকা রাখে এবং 1s কক্ষপথটি 2s কক্ষপথের এন -1 হয়। তারপরে, বীজগণিত যোগটি বিকাশ করে আমাদের নিম্নোক্ত:

(0.35) (1) + (0.85) (2) = 2.05

0.35 2s ইলেক্ট্রন থেকে এসেছে এবং দুটি 1s ইলেক্ট্রন থেকে 0.85 এসেছে। এখন, জিফের সূত্র প্রয়োগ করা হচ্ছে:

জেফ = 4 - 2.05 = 1.95

এটার মানে কি? এর অর্থ হ'ল 2s ² কক্ষপথের বৈদ্যুতিনগুলি +1.95 চার্জের অভিজ্ঞতা অর্জন করে যা তাদের +4 এর প্রকৃত চার্জের পরিবর্তে নিউক্লিয়াসের দিকে আকর্ষণ করে।

3 পি অরবিটালে ইলেক্ট্রনগুলির জন্য জিফ নির্ধারণ করুন

আবার এটি পূর্ববর্তী উদাহরণের মতোই চলতে থাকে:

(1s ²) (2s ² 2p ⁶) (3s ² 3P ³)

এখন বীজগণিত যোগফল নির্ধারণ করা হয়েছে sum:

(, 35) (4) + (0.85) (8) + (1) (2) = 10.2

সুতরাং, জিফ σ এবং জেড এর মধ্যে পার্থক্য:

জেফ = 15-10.2 = 4.8

উপসংহারে, শেষ ³ পি ³ ইলেকট্রন প্রকৃতটির চেয়ে তিন গুণ কম শক্তিশালী চার্জের অভিজ্ঞতা অর্জন করে। এটিও লক্ষ করা উচিত যে, এই নিয়ম অনুসারে, 3s ² ইলেক্ট্রন একই জেফের অভিজ্ঞতা অর্জন করে, ফলস্বরূপ যা এটি সম্পর্কে সন্দেহ জাগাতে পারে।

যাইহোক, স্লেটারের নিয়মে এমন কিছু পরিবর্তন রয়েছে যা প্রকৃতগুলির সাথে গণনা করা মানগুলি আনুমানিকভাবে সহায়তা করে।

তথ্যসূত্র

1. রসায়ন লিবারেটেক্সটস। (2016, 22 অক্টোবর)। কার্যকর পারমাণবিক চার্জ। থেকে নেওয়া: chem.libretexts.org
2. শিহর ও অ্যাটকিনস (2008)। অজৈব রসায়ন। গ্রুপ ১ এর উপাদানগুলিতে (চতুর্থ সংস্করণ। পৃষ্ঠা 19, 25, 26 এবং 30)। ম্যাক গ্রু হিল
3. স্লেটারের নিয়ম। থেকে নেওয়া: intro.chem.okstate.edu
4. হাল্কা। ঝালাই প্রভাব এবং কার্যকর পারমাণবিক চার্জ। থেকে নেওয়া হয়েছে: পাঠ্যক্রম
5. কৌতুক, ক্রিস। (এপ্রিল 23, 2018) কার্যকর পারমাণবিক চার্জ গণনা কিভাবে। Sciencing। থেকে নেওয়া: বিজ্ঞান ডটকম
6. আর্লিন কোর্টনি ড। (2008)। পর্যায়ক্রমিক প্রবণতা। ওয়েস্টার্ন ওরেগন বিশ্ববিদ্যালয়। থেকে নেওয়া: wou.edu