Etkin Çekirdek Yükü Hesaplama Aracı

Hesaplamaya Girin

Atom Numarası (Z)

Perdeleme Sabiti (S)

Sonuç

Etkin Çekirdek Yükü

2,2

Z_eff (temel yük birimi e cinsinden)

Atom Numarası (Z)	11
Perdeleme Sabiti (S)	8,8
Denklem	Z_eff = Z − S

Etkin Çekirdek Yükü Nedir?

Etkin çekirdek yükü (Z_eff), çok elektronlu bir atomda belirli bir elektronun gerçekte hissettiği net pozitif yüktür. Çekirdek, atom numarası Z'ye eşit tam bir yük taşısa da, iç elektronlar dıştaki elektronları bu çekimden kısmen "perdeler" yani örter. Bu hesaplama aracı, S'nin perdeleme (örtme) sabiti olduğu basit \(Z_{\text{eff}} = Z - S\) ilişkisini kullanarak Z_eff değerini hesaplar.

İç elektronlar dış elektronu perdeleyerek hissettiği gerçek çekirdek yükünü azaltır.

Hesaplama Aracı Nasıl Kullanılır?

Elementin atom numarası Z'yi (örneğin sodyum için 11) ve ilgilendiğiniz elektrona ait perdeleme sabiti S'yi girin. S çoğunlukla Slater kuralları ile tahmin edilir. Araç, o elektronun hissettiği etkin yük olan Z_eff değerini anında verir. Daha yüksek bir Z_eff, elektronun daha sıkı tutulduğu anlamına gelir; bu da daha küçük atom yarıçapı ve daha yüksek iyonlaşma enerjisiyle ilişkilidir.

Formülün Açıklaması

Temel denklem $$Z_{\text{eff}} = Z - S$$'dir. Z, proton sayısına eşit bir tam sayıdır. S ise diğer elektronlardan kaynaklanan itmeyi hesaba katar: iç kabuk (kor) elektronları güçlü perdeleme yapar, aynı kabuktaki elektronlar kısmen perdeler, dış kabuklardaki elektronlar ise neredeyse hiç katkı sağlamaz. Slater kuralları S için sistematik değerler sunduğundan, Z_eff değerinin hassasiyeti seçilen perdeleme tahminine bağlıdır.

Z_eff = Z − S: tam çekirdek yükünden iç elektronların perdelemesi çıkarılır.

Çözümlü Örnek

Sodyumdaki (\(Z = 11\)) bir 3s değerlik elektronunu ele alalım. Slater kurallarına göre perdeleme sabiti yaklaşık olarak \(S = 8{,}8\)'dir. Bu durumda $$Z_{\text{eff}} = 11 - 8{,}8 = 2{,}2$$ olur. Yani sodyumun değerlik elektronu, +11'lik tam çekirdek yükünün çok altında, yaklaşık +2,2'lik bir etkin yük hisseder.

Sıkça Sorulan Sorular

Z_eff neden Z'den küçüktür? Çünkü iç elektronlar, çekirdek ile dıştaki bir elektron arasındaki çekimi kısmen engeller ve böylece o elektronun gerçekte hissettiği yükü azaltır.

Perdeleme sabiti S'yi nereden bulurum? En yaygın olarak, elektronun kabuğu ve alt kabuğuna göre diğerlerine kıyasla perdeleme katkılarını atayan Slater kurallarından elde edilir.

Z_eff negatif olabilir mi? Pratikte hayır — gerçek bir elektron için S asla Z'yi aşmaz, dolayısıyla Z_eff pozitif kalır; ancak kaba tahminler bazen küçük değerler üretebilir.