מטען גרעיני אפקטיבי לעומת מטען גרעיני
אטומים מורכבים בעיקר מפרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. גרעין האטום מכיל פרוטונים ונויטרונים. ויש אלקטרונים שמסתובבים סביב הגרעין באורביטלים. מספר אטומי של יסוד הוא מספר הפרוטונים שיש לו בגרעין. הסמל לציון המספר האטומי הוא Z. כאשר האטום ניטרלי, יש לו אותו מספר אלקטרונים כמו פרוטונים. לפיכך, מספר אטומי שווה למספר האלקטרונים במקרה זה.
מהו מטען גרעיני?
בגרעין של אטום, יש בעיקר שני חלקיקים תת-אטומיים, נויטרונים ופרוטונים.לנייטרונים אין מטען חשמלי. אבל לכל פרוטון יש מטען חיובי. אם יש רק פרוטונים בגרעינים, הדחייה בין אלה תהיה גבוהה יותר (כמו מטענים דוחים זה את זה). לכן, נוכחות של נויטרונים חשובה כדי לקשור את הפרוטונים יחד בגרעינים. המטען החיובי הכולל של כל הפרוטונים בגרעין של אטום ידוע בתור המטען הגרעיני. מכיוון שמספר הפרוטונים באטום דומה למספר האטומי, מטען גרעיני דומה גם למספר האטומי של היסוד. לכן, המטען הגרעיני הוא ייחודי ליסוד. ואנחנו יכולים לראות כיצד המטענים הגרעיניים משתנים במהלך התקופות והקבוצות של הטבלה המחזורית. המטען הגרעיני גדל משמאל לימין לאורך תקופה והוא גם גדל למטה בקבוצה. מטען גרעיני חשוב לאטום, מכיוון שהוא הכוח האלקטרוסטטי שמושך ומקשר את האלקטרונים המסלוליים לגרעין. מכיוון שהאלקטרונים טעונים שלילי, הם נמשכים למטענים החיוביים של הגרעין.
מהו מטען גרעיני אפקטיבי?
אלקטרונים באטום מסודרים באורביטלים שונים. בתוך אורביטל ראשי, ישנם תת-אורביטלים אחרים. עבור כל תת מסלול, ממלאים שני אלקטרונים. האלקטרונים במסלול האחרון ידועים כאלקטרוני ערכיות, והם ממוקמים רחוק יותר מהגרעין. מכיוון שהאלקטרונים טעונים שלילי, באטום, יש ביניהם דחיית אלקטרונים - אלקטרונים. וגם יש משיכה אלקטרוסטטית בין הפרוטונים בגרעינים לבין האלקטרונים המסלוליים. עם זאת, המטען הגרעיני אינו משפיע באותה צורה על כל האלקטרונים. האלקטרונים בקליפות הערכיות מרגישים את השפעת המטען הגרעיני המינימלית. הסיבה לכך היא שהאלקטרונים שבין הגרעין והקליפות החיצוניות מתערבים ומגנים על המטענים הגרעיניים. מטען גרעיני אפקטיבי הוא המטען הגרעיני שחווים האלקטרונים של הקליפה החיצונית. והערך הזה נמוך מהמטען הגרעיני בפועל. למשל, לפלואור יש תשעה אלקטרונים ותשעה פרוטונים.המטען הגרעיני שלו הוא +9. עם זאת, המטען הגרעיני האפקטיבי שלו הוא +7, בגלל המיגון הנובע משני אלקטרונים. ניתן לחשב מטען גרעיני אפקטיבי של אטום באמצעות הנוסחה הבאה.
מטען גרעיני אפקטיבי=מספר אטומי- מספר אלקטרונים לא ערכיים
מה ההבדל בין מטען גרעיני למטען גרעיני יעיל?
• מטען גרעיני הוא המטען החיובי הכולל של כל הפרוטונים בגרעין של אטום. מטען גרעיני אפקטיבי הוא המטען הגרעיני שחווים האלקטרונים של הקליפה החיצונית.
• מטען גרעיני אפקטיבי נמוך מערכו של מטען גרעיני. (לפעמים זה יכול להיות דומה)
