Nøgleforskellen mellem effektiv nuklear ladning og afskærmningseffekt er, at effektiv nuklear ladning er den attraktive positive ladning af nukleare protoner, der virker på valenselektroner, hvorimod afskærmningseffekt er en reduktion i den effektive nukleare ladning på elektronskyen, der dannes på grund af en forskel i tiltrækningskræfterne på elektronerne i atomet.
Effektiv nuklear ladning og afskærmningseffekt er relateret til hinanden. Afskærmningseffekt refererer til kerneelektroner, der frastøder de ydre elektroner og sænker kernens effektive kerneladning på de ydre elektroner.
Hvad er effektiv nuklear ladning?
Effektiv nuklear ladning kan beskrives som den faktiske mængde positiv ladning, som en elektron oplever i et multi-elektronatom. Vi bruger udtrykket "effektiv", fordi negativt ladede elektroners afskærmningseffekt kan forhindre højenergielektronerne i at opleve kernens fulde nukleare ladning. Dette sker på grund af den afvisende effekt af det indre lag.
Den effektive kerneladning, som en elektron oplever, kaldes desuden kerneladningen. Vi kan norm alt bestemme styrken af kerneladningen ved hjælp af atomets oxidationsnummer. De fleste af kemiske grundstoffers fysiske og kemiske egenskaber kan forklares afhængigt af den elektroniske konfiguration.
Figur 01: Effektiv nuklear ladning
Størrelsen af ioniseringspotentialet er typisk baseret på atomets størrelse, nuklear ladning, screeningseffekten af de indre skaller, og i hvilket omfang den yderste elektron trænger ind i ladningen, der kunne dannes af indre elektron.
Effektivt atomnummer eller Zeff er et andet udtryk forbundet med effektiv nuklear ladning. Dette er undertiden også kendt som den effektive atomladning. Det er antallet af protoner, som en elektron ser på grund af screeningen af elektroner i den indre skal. Vi kan beskrive det som en måling af den elektrostatiske interaktion mellem de negativt ladede elektroner og positivt ladede protoner i atomet.
Generelt oplever en elektron i et atom, der kun har den elektron, den fulde ladning af den positive kerne, og vi kan beregne den effektive kerneladning ved hjælp af Coulombs lov.
Hvad er afskærmningseffekt?
Afskærmningseffekt er reduktionen i tiltrækningskraften mellem elektroner og atomkernen i et atom, hvilket reducerer den effektive kerneladning. Synonymerne for dette udtryk er atomafskærmning og elektronafskærmning. Den beskriver tiltrækningen mellem elektroner og atomkerner i atomer, der indeholder mere end én elektron. Derfor er det et særligt tilfælde af elektronfeltscreening.
Ifølge denne afskærmningseffektteori, jo bredere elektronskallerne er i rummet, jo svagere er den elektriske tiltrækning mellem elektroner og atomkernen.
Når man betragter styrken pr. elektronskal, jo bredere elektronskallene er i rummet, jo svagere er den elektriske interaktion mellem elektronerne og kernen på grund af screeningen. Vi kan bestille elektronskallerne s, p, d og f i henhold til denne effekt som S(s) > S(p) > S(d) > S(f).
Hvad er forskellen mellem effektiv nuklear ladning og afskærmningseffekt?
Effektiv nuklear ladning kan beskrives som den faktiske mængde positiv ladning, som en elektron oplever i et multi-elektronatom. Afskærmningseffekt er reduktionen af tiltrækningskraften mellem elektroner og atomkernen i et atom, hvilket reducerer den effektive kerneladning. Den vigtigste forskel mellem effektiv nuklear ladning og afskærmningseffekt er, at effektiv nuklear ladning er den attraktive positive ladning af nukleare protoner, der virker på valenselektroner, hvorimod afskærmningseffekt er en reduktion i den effektive nukleare ladning på elektronskyen, der dannes på grund af en forskel i tiltrækningskræfterne på elektronerne i atomet.
Nedenstående infografik præsenterer forskellene mellem effektiv nuklear ladning og afskærmningseffekt i tabelform til side-by-side sammenligning.
Opsummering – Effektiv nuklear ladning vs. afskærmningseffekt
Effektiv nuklear ladning og afskærmningseffekt er vigtige termer i kemi med hensyn til et atoms egenskaber. Den vigtigste forskel mellem effektiv nuklear ladning og afskærmningseffekt er, at effektiv nuklear ladning kan beskrives som den faktiske mængde positiv ladning, der opleves af en elektron i et multi-elektronatom, mens afskærmningseffekt er reduktionen af tiltrækningskraften mellem elektroner og atomkernen i et atom, hvilket reducerer den effektive nukleare ladning.
