차폐 효과

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때때로 원자 차폐 또는 전자 차폐로 언급되는 차폐 효과는 두 개 이상의 전자를 가진 원자 내에서 전자와 핵 사이의 흡인을 설명한다. 차폐 효과는 원자 내 전자에 대한 끌어당김 힘의 차이로 인해 전자 구름에 대한 유효 핵 전하의 감소로 정의할 수 있다. 전기장 심사의 특수한 경우다. 이러한 효과는 또한 물질과학의 많은 프로젝트에서도 어느 정도 의의를 가진다.

전자 껍질당 강도

전자 껍질이 우주에 넓게 있을수록 스크리닝으로 인한 전자와 핵 사이의 전기적 상호작용은 약하다. 일반적으로 우리는 전자 껍질(s,p,d,f)을 주문할 수 있다.

여기서 S는 주어진 공전궤도가 나머지 전자에 제공하는 선별 강도다.

설명

수소, 또는 주기율표의 그룹 1A의 다른 원자(발란스 전자 1개만 있는 원자)에서 전자에 가해지는 힘은 원자의 핵에서 나오는 전자기적 끌어당김만큼 크다. 그러나 더 많은 전자가 관여하면 각 전자(n-셸^th 내)는 양핵에서 오는 전자기적 끌어당김뿐만 아니라 1부터 n까지 껍질에서 다른 전자로부터 오는 반발력을 경험하게 된다. 이것은 외부 껍질에서 전자에 대한 순 힘을 현저하게 더 작게 한다. 그러므로, 이 전자들은 핵에 더 가까운 전자만큼 핵에 강하게 결합되지 않는다. 이러한 현상을 흔히 궤도 침투 효과라고 한다. 차폐 이론은 또한 왜 발란스 껍질 전자가 원자로부터 더 쉽게 제거되는지에 대한 설명에 기여한다.

또한 동일한 주 에너지 수준 내의 하위 수준 사이에 발생하는 차폐 효과도 있다. s-서블의 전자는 동일한 주 에너지 수준의 p-서블에서 전자를 차폐할 수 있다. s-오르비탈의 구형 모양 때문이다. 그러나, 그 반대는 사실이 아니다: p-오르비탈에서 나온 전자는 s-오르비탈에서 전자를 차폐할 수 없다.^[1]

차폐 효과의 크기는 양자역학의 영향으로 정확한 계산이 어렵다. 근사치로 각 전자에 대한 유효핵전하를 다음과 같이 추정할 수 있다.

${\displaystyle Z_{\mathrm {eff}}}=Z-\sigma \,}$

여기서 Z는 핵에 있는 양성자의 수이고 $\sigma {\displaystyle }$ ${\$은(는) 해당 핵과 전자 사이의 평균 전자 수입니다. ${\displaystyle \sigma }$ ${\$ \sigma $\,}$은(는) 양자 화학 및 슈뢰딩거 방정식을 사용하거나 슬레이터의 경험적 공식을 사용하여 찾을 수 있다$$.

러더포드 백스캐터링 분광학에서 전자 선별에 의한 보정은 먼 거리에서 입사 이온과 표적 핵 사이의 쿨롬 역전을 수정한다. 내전자가 외전자에 미치는 반발 효과다.

참고 항목

• 원자번호
• 코어 차지
• 유효핵전하
• 노블 가스 화합물
• 스테릭 효과
• 란타니드 수축
• d-블록 수축(또는 스칸디드 수축)

참조

• L. Brown, Theodore; H. Eugene LeMay Jr; Bruce E. Bursten; Julia R. Burdge (2003). Chemistry: The Central Science (8th ed.). US: Pearson Education. ISBN 0-13-061142-5. Archived from the original on 2011-07-24.
• Thomas, Dan (1997-10-09). "Shielding of Electrons in Atoms from H (Z=1) to Lw (Z=103)". University of Guelph. Retrieved 2018-07-12.
• Peter Atkins & Loretta Jones, 화학 원리: 통찰력 탐색 [차폐 효과의 구분]