2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
U atomskoj fizici, efekat izazvan elektronima koji su bliži jezgru na one na više spoljašnjih nivoa naziva se efekat ekrana. Elektroni koji se nalaze na niskim nivoima smanjuju silu privlačenja koju pozitivno nabijeno jezgro vrši na elektrone koji su dalje od njega. Također, elektroni na različitim nivoima doživljavaju odbojne sile, jer se njihovi negativni naboji međusobno odbijaju.
Sa tačke gledišta kvantne fizike, efekat ekrana bi se mogao definisati kao interferencija pronađena između najudaljenije orbite atoma i njegovog jezgra.
Atomske orbitale s uzrokuju najveći efekat ekrana (predstavljeno slovom S za zaštitu ili skrining) praćeno p, d i f orbitalama tim redoslijedom.
S (s) > S(p) > S(d) > S(f)
U atomima elemenata poslednjih perioda periodnog sistema, efekat ekrana je izraženiji, zbog činjenice da imaju veći broj elektrona na spoljnim nivoima, zaštićenih elektronima nižeg nivoi.
Pored toga, neke relativističke teorije potvrđuju da u ovim atomima postoji kontrakcija s i p orbitala, dodatno naglašavajući efekat ekrana.
Primjer ovog fenomena je kontrakcija 6s orbitale prema jezgru, što uzrokuje prodor d i f orbitala u niže nivoe, zbog čegada je efekat skriniranja ovih orbitala na najudaljenije elektrone veći u elementima šestog perioda nego u elementima četvrtog perioda tabele.
Efekat ekrana je usko povezan sa efektivnim nuklearnim nabojem, kao što se može videti u sledećem izrazu:
Z eff predstavlja efektivni nuklearni naboj, Z stvarni nuklearni naboj (atomski broj elementa) i s ili S ili σ, konstantu efekta ekrana.
Jedan od načina da se demonstrira ovaj efekat je mjerenje energije potrebne za uklanjanje elektrona iz atoma. Uzmimo za primjer atom helija, koji ima dva elektrona, koji dovršava atomsku orbitalu od 1 s 2.
Za uklanjanje prvog elektrona potrebno je 2373 kJ po molu, dok je za uklanjanje drugog potrebno 5251 kJ po molu. To je zbog činjenice da kada postoje dva elektrona, efekat ekrana uzrokuje da sila koja ih privlači prema jezgru bude manja, s druge strane, kada postoji samo jedan elektron, efekat ekrana ne postoji, pa je privlače sa većom silom pozitivni naboji jezgra (protoni).
