カリウムの有効核電荷は+1です。有効核電荷は、1つ以上の電子を持つ原子に属する電子によって認識される正の電荷の合計です。「有効な」という用語は、電子が核の近くで負の電荷から発揮して、より高い軌道から電子を保護するシールド効果を表します。
この特性は、原子の大きさやイオンを形成するための配置など、要素の他の特性に直接関連しています。このようにして、有効な核電荷の概念は、元素の周期的特性に存在する保護の結果のより良い理解を提供します。
さらに、複数の電子を持つ原子、つまり多電子原子では、電子のシールドの存在により、原子核の陽子（正に帯電した粒子）の間に存在する静電引力が減少します。そして外側のレベルの電子。
対照的に、電子が多電子原子内で互いに反発する力は、核によってこれらの反対に帯電した粒子に加えられる引力の効果を打ち消します。
実効的な核爆弾とは何ですか？
電子が1つしかない原子（水素型）の場合、この単一の電子が原子核の正味の正電荷を認識します。逆に、原子に複数の電子がある場合、原子はすべての外部電子を原子核に引き寄せ、同時にこれらの電子間の反発力を経験します。
一般に、元素の有効核電荷が大きいほど、電子と核の間の引力が大きくなると言われています。
同様に、この効果が大きいほど、これらの外部電子が配置されている軌道に属するエネルギーは低くなります。
ほとんどの主要なグループエレメント（代表エレメントとも呼ばれます）では、このプロパティは周期表で左から右に増加しますが、上から下に減少します。
電子の実効核電荷の値（Z effまたはZ *）を計算するには、Slaterによって提案された次の方程式を使用します。
Z * = Z-S
Z *は実効核電荷を指します。
Zは、原子の核に存在する陽子の数（または原子番号）です。
Sは、原子核と調査中の電子の間にある電子の平均数（価数ではない電子の数）です。
カリウムの有効核電荷
これは、その核に19個の陽子があり、その核電荷が+19であることを意味します。中性原子について言えば、これは陽子と電子の数が同じであることを意味します（19）。
このアイデアの順序では、カリウムの有効な核電荷は、核電荷から内部電子の数を減算することにより、算術演算によって次のように計算されます。
（+19-2-8-8 = +1）
言い換えると、価電子は、最初のレベル（核に最も近い）からの2つの電子、2番目のレベルからの8つの電子、および3番目から2番目のレベルからの8つの電子によって保護されます。つまり、これらの18個の電子は、最後の電子を核がその上に及ぼす力から保護するシールド効果を発揮します。
見て分かるように、元素の有効核電荷の値は、その酸化数によって確立できます。特定の電子（任意のエネルギーレベル）では、有効核電荷の計算が異なることに注意してください。
カリウムの効果的な核電荷の例が説明されました
カリウム原子上の特定の価電子によって知覚される有効核電荷を計算する2つの例を次に示します。
-最初に、その電子構成は次の順序で表されます：（1 s）（2 s、2 p）（3 s、3 p）（3 d）（4 s、4 p）（4 d）（4 f ）（5 s、5 p）など。
-グループ（ns、np）の右側にある電子は計算に寄与しません。
-グループ（ns、np）の各電子は0.35を寄与します。（n-1）レベルの各電子は0.85に寄与します。
-レベル（n-2）以下の各電子は1.00に寄与します。
-保護された電子がグループ（nd）または（nf）にある場合、グループ（nd）または（nf）の左側にあるグループの各電子は1.00に寄与します。
したがって、計算が始まります。
最初の例
原子の最外殻の唯一の電子が4秒軌道にある場合、その実効核電荷は次のように決定できます。
（1 s 2）（2 s 2 2 p 5）（3 s 2 3 p 6）（3 d 6）（4 s 1）
次に、最も外側のレベルに属していない電子の平均数が計算されます。
S =（8 x（0.85））+（10 x 1.00））= 16.80
Sの値を使用して、Z *の計算に進みます。
Z * = 19.00-16.80 = 2.20
2番目の例
この2番目のケースでは、価電子のみが4秒軌道にあります。その実効的な核電荷は同じ方法で決定することができます：
（1 s 2）（2 s 2 2 p 6）（3 s 2 3 p 6）（3 d 1）
再び、非価電子の平均数が計算されます：
S =（18 x（1.00））= 18.00
最後に、Sの値を使用して、Z *を計算できます。
Z * = 19.00-18.00 = 1.00
結論
以前の結果を比較すると、4 s軌道に存在する電子は、3 d軌道にある電子を引き付ける力よりも大きな力によって原子の核に引き付けられていることがわかります。したがって、4 s軌道の電子は3 d軌道の電子よりもエネルギーが低くなります。
したがって、電子は基底状態では4 s軌道にあるのに対し、3 d軌道では励起状態にあると結論付けられます。
参考文献
- ウィキペディア。（2018）。ウィキペディア。en.wikipedia.orgから復元
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