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En muchos átomos, se dice que cada electrón experimenta menos carga que la nuclear real debido al blindaje o apantallamiento provocado por otros electrones. Para cada electrón en un átomo, las reglas de Slater proporcionan un valor para la constante de apantallamiento, representada por σ.
La carga nuclear efectiva se define como la carga nuclear real (Z) menos la constante de apantallamiento causada por los electrones que intervienen entre el núcleo y el electrón de valencia.
Carga nuclear efectiva, Z* = Z - σ donde, Z= número atómico, σ = constante de blindaje o apantallamiento.
Para calcular la carga nuclear efectiva (Z*) necesitamos el valor de la constante de apantallamiento (σ), que se puede calcular utilizando las siguientes reglas.
Pasos
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Anota la configuración electrónica del elemento de la forma que se muestra a continuación.
- (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p) (5d)…
- Completa los electrones siguiendo el principio de Aufbau.
- Cualquier electrón a la derecha del electrón de interés no contribuye a la constante de apantallamiento.
- La constante de apantallamiento para cada grupo se compone como la suma de las siguientes contribuciones:
- Todos los electrones en el mismo grupo que el electrón de interés apantallan hasta 0,35 unidades de la carga nuclear excepto el grupo 1s, mientras que los otros electrones sólo contribuyen con un 0,30.
- Si el grupo es del tipo [s, p], la contribución es de 0,85 para cada electrón de la capa (n-1) y una cantidad de 1,00 para cada electrón de la capa (n-2) y de las capas menores a ésta.
- Si el grupo es del tipo [d] o [f], una cantidad de 1,00 para cada electrón que se encuentre a la izquierda de ese orbital.
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Por ejemplo: (a) Calcule la carga nuclear efectiva del nitrógeno para el electrón 2p.
- Configuración electrónica: (1s 2 ) (2s 2 , 2p 3 ).
- Constante de apantallamiento, σ = (0,35 × 4) + (0,85 × 2) = 3,10
- Carga nuclear efectiva, Z* = Z – σ = 7 – 3,10 = 3,90
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(b) Calcule la carga nuclear efectiva y la constante de apantallamiento que se observa en el electrón 3p del silicio.
- Configuración electrónica: (1s 2 ) (2s 2 , 2p 6 )(3s 2 , 3p 2 ).
- σ = (0,35 × 3) + (0,85 × 8) + (1 × 2) = 9,85
- Z* = Z – σ = 14 – 9,85 = 4,15
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(c) Calcule la carga nuclear efectiva en el zinc para los electrones 4s y 3d.
- Configuración electrónica: (1s 2 ) (2s 2 , 2p 6 )(3s 2 , 3p 6 )(3d 10 )(4s 2 ).
- Para el electrón 4s,
- σ = (0,35 × 1) + (0,85 × 18) + (1 × 10) = 25,65
- Z* = Z – σ = 30 – 25,65 = 4,35
- Para el electrón 3d,
- σ = (0,35 × 9) + (1 × 18) = 21,15
- Z* = Z – σ = 30 – 21,15 = 8,85
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(d) Calcule la carga nuclear efectiva para uno de los electrones 6s del tungsteno . (No. Atómico =74)
- Configuración electrónica: (1s 2 ) (2s 2 , 2p 6 )(3s 2 , 3p 6 )(4s 2 , 4p 6 ) (3d 10 ) (4f 14 ) (5s 2 , 5p 6 )(5d 4 ), (6s 2 )
- σ = (0,35 × 1) + (0,85 × 12) + (1 × 60) = 70,55
- Z* = Z – σ = 74 – 70.,55 =3,45
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Consejos
- Si hay un solo electrón en una órbita, entonces no habrá ningún efecto de apantallamiento. Si el número de electrones presentes es impar, entonces resta uno para obtener la cantidad real que se deba multiplicar para obtener el efecto de apantallamiento.
- Lee acerca del efecto de blinda, constante de apantallamiento, carga nuclear efectiva, regla de Slater, etc.
Advertencias
- Si bien estas reglas pueden parecer confusas, escribir la configuración electrónica apropiada te ayudará a garantizar el éxito.
Referencias
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