Kemi

Hej,

(a) Atomradier forventes at falde hen over den anden periode i det periodiske system.

Dette skyldes, at antallet af protoner i kernen øges, hvilket resulterer i en stærkere positiv ladning i kernen, som trækker elektronerne tættere på kernen. Selvom antallet af elektroner også stiger, er de nye elektroner tilføjet til samme elektronskal, hvilket ikke skaber en væsentlig øget skærmning af den positive ladning fra kernen.

(b) Effektiv kerneladning (Z_eff) forklarer denne trend ved at tage højde for, hvordan den faktiske positive ladning fra kernen opleves af elektronerne, når skærmningseffekter fra andre elektroner er taget i betragtning. Den effektive kerneladning er givet ved forskellen mellem den faktiske kerneladning (antal protoner, Z) og den skærmede ladning fra andre elektroner.

Når man bevæger sig hen over en periode i det periodiske system, øges antallet af protoner i kernen (Z), men elektronerne tilføjes til samme energiniveau (eller skal). Selvom elektronerne i samme skal skærmer noget af den positive ladning, er denne skærmning ikke tilstrækkelig til at modvirke den øgede kerne-ladning. Derfor oplever elektronerne en større effektiv kerneladning, hvilket resulterer i en stærkere tiltrækning og en mindre atomradius.

(c) For at udregne den effektive kerneladning (Z_eff) på en 2p elektron i et fluoratom, anvendes følgende formel:

hvor:
Z er den samlede kerneladning (antal protoner).
S er skærmningsfaktoren (den effektive skærmning af de øvrige elektroner).

Fluor har atomnummer 9, så Z = 9. I et fluoratom er der 2 elektroner i 1s-skal og 7 elektroner i 2s- og 2p-skaller.

For en 2p elektron i fluor:
- De to 1s elektroner skærmer næsten fuldt ud.
- De resterende 5 elektroner i 2s- og 2p-skaller skærmer kun delvist.

En typisk skærmningsfaktor S for en 2p elektron i fluor kan være cirka 1.5, hvilket er en estimeret værdi baseret på empiriske data og estimering af skærmningsfaktorer.

Derfor:

Så den effektive kerneladning på en 2p elektron i et fluoratom er cirka 7.5.