Кіріспе

Электрон мен ядро арасындағы тартылыстың азаюы – атомдық эффект.

Химияда қалқандау эффектісі, сондай-ақ атомдық қалқандау немесе электрондық қалқандау деп те аталады, бір электроннан артық электроны бар кез келген атомдағы электрон мен ядро арасындағы тартылысты сипаттайды. Қалқандау эффектісін атомдағы электрондарға түсетін тартылыс күштерінің өзгешелігіне байланысты электрондық бұлттағы тиімді ядролық зарядтың төмендеуі деп анықтауға болады. Бұл электр өрісін скринингтеудің ерекше жағдайы. Бұл эффект материалтану саласындағы көптеген жобаларда да маңызды рөл атқарады.

Электрондық қабықтың күші

Электрондық қабықтар кеңістікте неғұрлым кең болса, электрондар мен ядро арасындағы электрлік өзара әсерлесу экранирлеу салдарынан соғұрлым әлсіз болады. Жалпы, электрондық қабықтарды (s, p, d, f) былай реттеуге болады, мұнда S – берілген орбитальдың қалған электрондарға беретін экранирлеу күші.

Сипаттама

Сутекте немесе периодтық кестедегі 1А тобындағы кез келген басқа атомда (тек бір валентті электроны барлар) электронға әсер ететін күш, атом ядросының электромагниттік тартылысына тең. Дегенмен, көбірек электрондар қатысқанда, әрбір электрон (n-ші қабықта) оң ядродан электромагниттік тартылысты ғана емес, сонымен қатар 1-ден n-ге дейінгі қабықтардағы басқа электрондардан итергіш күшті де сезінеді. Бұл сыртқы қабықтардағы электрондарға әсер ететін таза күштің шамасын айтарлықтай кішітеді; сондықтан бұл электрондар ядроға ядроға жақын электрондар сияқты берік байланыспайды. Бұл құбылыс көбінесе орбиталық тегілу эффектісі деп аталады. Қалқандау теориясы да валенттік қабықтың электрондарын атомнан неліктен оңай алып тастауға болатынын түсіндіруге көмектеседі. Сонымен қатар, бір негізгі энергия деңгейіндегі кіші деңгейлер арасында да қалқандау эффектісі болады. S кіші деңгейіндегі электрон сол негізгі энергия деңгейінің p кіші деңгейіндегі электронды қорғауға қабілетті. Қалқандау эффектісінің мөлшерін кванттық механиканың әсерінен дәл есептеу қиын. Шамамен, әрбір электронның тиімді ядролық зарядын келесідей бағалауға болады:

мұнда Z – ядродағы протондардың саны, ал – ядро мен электрон арасындағы электрондардың орташа саны. кванттық химия және Шредингер теңдеуін немесе Слейтердің эмпирикалық формулаларын қолдану арқылы анықтауға болады. Разерфордтың кері шашырау спектроскопиясында электрондық қорғауға байланысты түзету, үлкен қашықтықтағы түсетін ион мен нысана ядросы арасындағы Кулонның итергіш күшін өзгертеді. Бұл ішкі электронның сыртқы электронға тигізетін итергіш әсері.