¿Qué afecta la carga nuclear efectiva?

La carga nuclear efectiva aumenta, los electrones de valencia son más atraídos por el núcleo y por tanto aumentan la energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad.

Al aumentar el número atómico de los elementos de un mismo período, se incrementa la carga nuclear efectiva sobre el electrón más externo y el número de niveles ocupados no varía. En consecuencia, aumenta la intensidad de la atracción entre el electrón y el núcleo, por lo que disminuye la distancia entre ellos.

A.

En la tabla periódica, la carga nuclear efectiva aumenta de izquierda a derecha en los periodos (elementos que se encuentran ordenados en las filas horizontales) y disminuye de arriba hacia abajo en las familias o grupos (grupos de elementos que se encuentran en una misma línea vertical).

Carga nuclear efectiva (Z*)

Si no existiera el efecto de apantallamiento, esta fuerza sería la que ejercen todos los protones del núcleo sobre el electrón. Por ejemplo en el H que solo tiene un electrón no hay apantallamiento y la fuerza sobre el electrón es la que se corresponde a un protón.

A mayor carga nuclear efectiva los electrones estarán más fuertemente enlazados al núcleo y menor será el radio atómico. 1) Dentro de un periodo, el radio atómico disminuye constantemente de izquierda a derecha debido a que aumenta la carga nuclear efectiva.

La carga nuclear efectiva se define como Q = Z –P, donde Z es el número atómico y P es el efecto de apantallamiento debido a que los electrones internos disminuyen la atracción del núcleo sobre los electrones externos.

Propiedades periódicas: Los radios atómicos están determinados en gran medida por cuán fuertemente atrae el núcleo a los electrones. A mayor carga nuclear efectiva los electrones estarán más fuertemente enlazados al núcleo y menor será el radio atómico.

En la tabla periódica, el radio atómico generalmente disminuye a medida que vamos de izquierda a derecha a través de un período (debido al aumento de la carga nuclear) y aumenta a medida que nos movemos hacia abajo dentro de un grupo (por el número creciente de capas de electrones).

Ejemplo. Un ejemplo, proporcionado por el artículo original de Slater, es para el átomo de hierro, que tiene una carga nuclear 26 (Z=26) y una configuración electrónica: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d.

La carga nuclear efectiva aumenta de izquierda a derecha a lo largo de un periodo y es constante a lo largo de un grupo.

Esto se debe a que a los elementos que se encuentran a la derecha de la tabla periódica tienen un mayor número de electrones en la capa de valencia, por lo que para completarla tienden a atraer otros electrones.

En un mismo grupo, el radio atómico aumenta de arriba abajo con la cantidad de niveles de energía. Al ser mayor el nivel de energía, el radio atómico es mayor.

Es posible determinar la fuerza de la carga nuclear observando el número de oxidación del átomo. En un átomo con un electrón, el electrón experimenta toda la carga del núcleo positivo. En este caso, la carga nuclear efectiva puede ser calculada usando la ley de Coulomb.

El núcleo atómico

stá constituido por protones y neutrones, denominados por ello nucleones, con carga positiva igual a la carga negativa de los electrones, de modo que la carga eléctrica total del átomo sea neutra (los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga eléctrica).

 La carga nuclear efectiva puede calcularse según las reglas de Slater, quien las formuló en 1930:  Los electrones ubicados en un orbital de mayor nivel contribuyen en 0 (para la sumatoria que da como resultado la constante de apantallamiento s)  Cada electrón en el mismo nivel contribuye en 0,35.

A.

En la tabla periódica, la carga nuclear efectiva aumenta de izquierda a derecha en los periodos (elementos que se encuentran ordenados en las filas horizontales) y disminuye de arriba hacia abajo en las familias o grupos (grupos de elementos que se encuentran en una misma línea vertical).

En general, un efecto pantalla (o de apantallamiento) es aquel capaz de atenuar una fuerza o interacción.

Los orbitales 3s son mas penetrantes que los 3p y estos mas que los 3d.

Para el cloro, Z es 17 (porque el cloro es el elemento número 17 en la tabla periódica) y S es 0,85 (según la información proporcionada en la pregunta). Por lo tanto, la carga nuclear efectiva del cloro, suponiendo que la constante de apantallamiento es 0,85, es 16,15.

El flúor tiene una carga nuclear efectiva de +7 mientras que el yodo tiene una carga nuclear efectiva de +7.6…

Es el número total de nucleones (protones más neutrones) existentes en el núcleo atómico (A = Z + N, donde N = número de neutrones).

La fuerza de atracción aumenta conforme la carga nuclear se incrementa, y disminuye conforme el electrón se aleja del núcleo. En un átomo poli-electrónico, cada electrón es simultáneamente atraído hacia el núcleo y repelido por demás electrones.

La energía de ionización que posee un electrón aumenta con el número atómico del átomo y disminuye para orbitales de mayor energía. Si observamos la tabla periódica y nos desplazamos de izquierda a derecha a través de los elementos, la energía de ionización aumenta debido a la disminución del radio atómico.

La afinidad electrónica aumenta cuando el tamaño del átomo disminuye, el efecto pantalla no es potente o cuando crece el número atómico. Visto de otra manera: la afinidad electrónica aumenta de izquierda a derecha, y de abajo hacia arriba, al igual que lo hace la electronegatividad.

El radio iónico es, al igual que el radio atómico, la distancia entre el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia al ión en vez de al átomo. Aumenta en la tabla de izquierda a derecha en los periodos y de arriba hacia abajo en los grupos.

Propiedades periódicas - Puntos clave

La primera energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad aumentan cuando se va de izquierda a derecha a través de un período, y disminuyen cuando se desciende en un grupo.