Unterschied zwischen Kernladung und effektiver Kernladung

Hauptunterschied - Kernladung gegen effektive Kernladung

Kernladung und effektive Kernladung sind zwei verschiedene chemische Begriffe, die zur Erklärung der Eigenschaften von Atomen verwendet werden. Atome sind die kleinsten Einheiten, aus denen alle Materie besteht. Ein Atom besteht aus einem Kern und Elektronen. Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen. Protonen sind positiv geladene subatomare Teilchen. Diese Protonen bestimmen die Kernladung eines Atoms. Elektronen bewegen sich ständig um den Kern. Die Bahnen, auf denen sich Elektronen bewegen, werden als Elektronenhüllen bezeichnet. Die äußersten Elektronenhüllen haben Elektronen mit einer minimalen Anziehung zum Kern. Die Anziehungskraft, die diese Elektronen erfahren, hängt von der Abstoßung der Elektronen der inneren Hülle und der Kernladung ab. Die Nettoladung, die ein Außenmantel-Elektron erfährt, ist als effektive Kernladung bekannt. Der Hauptunterschied zwischen Kernladung und effektiver Kernladung ist der Der Wert der effektiven Kernladung ist immer ein niedrigerer Wert als der der Kernladung.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Kernladung?
      - Definition, Erklärung
2. Was ist eine effektive Kernladung?
      - Definition, Erklärung, Gleichung für die Berechnung
3. Was ist der Unterschied zwischen Kernladung und effektiver Kernladung?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Atom, effektive Kernladung, Elektronen, Elektronenhüllen, Neutronen, Kernladung, Protonen, subatomare Teilchen, Valenzelektronen

Was ist Kernladung?

Kernladung ist die Gesamtladung des Kerns. Es ist im Wesentlichen eine positive Ladung. Dies liegt daran, dass der Kern eines Atoms aus Protonen besteht und Protonen positiv geladene subatomare Teilchen sind. Jedes Atom besteht aus mindestens einem Proton im Kern. Daher ist die Kernladung immer eine positive Ladung.

Ein Kern besteht aus Protonen und Neutronen (mit Ausnahme des Protiumisotops). Protonen sind positiv geladen und Neutronen sind neutral geladene subatomare Teilchen. Ein Proton hat +1 elektrische Ladung. Die Anzahl der Protonen nimmt im Periodensystem der Elemente zu. Daher wird auch die Kernladung entsprechend erhöht.

Abbildung 1: Deuteriumatom besteht aus einem Proton und einem Neutron im Kern. Dieses einzelne Proton trägt zur Kernladung von Deuterium bei.

Die Kernladung ist der Hauptgrund für die Anziehung zwischen Kern und Elektronen. Da die Kernladung positiv ist, werden negativ geladene Elektronen aufgrund elektrostatischer Kräfte vom Kern angezogen. Die Anzahl der Protonen und Elektronen ist in einem neutralen Atom gleich. Mit anderen Worten, Elektronen neutralisieren die Kernladung.

Darüber hinaus ist die Kernladung eines Elements ein fester Wert. Das heißt, obwohl Isotope in einem Element vorhanden sind, ist die Kernladung aller dieser Isotope gleich, da Isotope die gleiche Anzahl von Protonen in ihren Kernen haben.

Was ist eine effektive Kernladung?

Die effektive Kernladung ist die Nettoladung, die ein Elektron in einem Atom mit mehreren Elektronen erfährt. Die Elektronen der äußeren Hülle sind die Elektronen, die am weitesten vom Kern entfernt sind. Diese Elektronen haben aufgrund der Entfernung die geringste Anziehung zum Kern. Daher haben diese Elektronen der äußeren Hülle eine minimale Wirkung vom Kern. Elektronen in der äußersten Schale werden als Valenzelektronen bezeichnet.

In einem Atom mit mehreren Elektronen gibt es neben der Elektronenkernanziehungskraft Elektronen-Elektronen-Abstoßungskräfte. Die Nettoladung, die ein Elektron erfährt, oder die effektive Kernladung kann unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden.

Gleichung der effektiven Kernladung

Z_eff     = Z - S

Wo z_eff ist die effektive Kernladung,

              Z ist die Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern)

              S ist die Anzahl der Abschirmelektronen.

Abbildung 02: Effektive Kernladung

Abschirmungselektronen sind die Elektronen, die sich zwischen dem Kern und den Elektronen der äußeren Hülle befinden. Die obige Gleichung zeigt die Nettoladung, die durch Abziehen der Abstoßung durch Elektronen der inneren Schale von der Anziehung durch den Kern erhalten wird.

Unterschied zwischen Kernladung und effektiver Kernladung

Definition

Kernladung: Kernladung ist die Gesamtladung des Kerns.

Effektive Kernladung: Eine effektive Kernladung ist die Nettoladung, die ein äußeres Elektronenschalenelement in einem Atom erfährt.

Elektronen

Kernladung: Die Kernladung hängt nicht von der Ladung der Elektronen in einem Atom ab.

Effektive Kernladung: Die effektive Kernladung wird unter Berücksichtigung der Wirkung der inneren Orbitalelektronen und der Kernladung berechnet.

Protonen

Kernladung: Die Kernladung hängt nur von der Anzahl der im Kern vorhandenen Protonen ab.

Effektive Kernladung: Die effektive Nuklearladung hängt nicht nur von der Anzahl der Protonen ab.

Wert

Kernladung: Der Wert der Nuklearladung ist immer ein positiver Wert und liegt über dem Wert der effektiven Nuklearladung.

Effektive Kernladung: Effektive Nuklearladung ist ein niedrigerer Wert als die Nuklearladung.

Fazit

Kernladung und effektive Kernladung sind zwei verschiedene Werte, die in Bezug auf Atome chemischer Elemente berechnet werden. Kernladung ist die Gesamtladung eines Kerns. Eine effektive Kernladung ist die Nettoladung, die ein äußerstes Elektronenschale erfährt. Der Hauptunterschied zwischen Kernladung und effektiver Kernladung besteht darin, dass der Wert der effektiven Kernladung immer niedriger ist als der der Kernladung.

Verweise:

1. „Nuklearladung“. Clackamas Community College, hier erhältlich.
2. Helmenstine, Anne Marie. "Effektive Nuklearladung Definition und Tabelle." ThoughtCo, hier erhältlich.
3. „Effektive Kernladung“. Chemie LibreTexts, Libretexts, 14. August 2016, hier verfügbar

Bildhöflichkeit:

1. "Blausen 0527 Hydrogen-2 Deuterium" Von BruceBlaus - Eigene Arbeit (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
2. „Effektive Nuklearladung“ durch eigene Arbeit - Effective Nuclear Charge.gif (CC0) über Commons Wikimedia