この 有効核電荷計算機 を決定するのに役立ちます 正味正電荷 多電子原子の電子が感じる正味電荷。この正味電荷は 有効核電荷（Z_eff） そして、 キー 原子の挙動、電子配置、イオン化エネルギー、そして周期的な傾向を理解する上での役割を果たす。 原子半径 と 電気陰性度.
この計算機は 化学計算機 このカテゴリは、学術化学、分子物理学、材料科学において広く利用されています。Z_effを計算することで、学生や研究者は原子核が電子をどれほど強く引きつけるのか、そして内殻電子による遮蔽がこの引力にどのような影響を与えるのかをより深く理解することができます。
実効核電荷計算機の式
変数：
- Z_効率:
有効核電荷 — 電子に作用する正味電荷。素電荷 (e) の単位で測定されます。 - Z:
原子番号 — 原子核内の陽子の数。 - S:
遮蔽定数 — 対象とする電子に対する核電荷の影響を減少させる内電子の平均数。通常は次のように計算される。 スレーターのルール.
注意：
- スレーターのルールは、体系的に推定する方法を提供します。 S 原子内の他の電子からの電子反発を考慮することにより。
- Z_eff が高いほど、原子核と電子間の引力が強くなり、通常は原子のサイズが小さくなり、イオン化エネルギーが高くなります。
参照表: 元素の種類別に見た一般的な有効核電荷
以下は、代表的な元素のおおよその有効核電荷を示す簡略化された参考表です。これにより、ユーザーはすべての元素を計算せずに、全体的な傾向を素早く理解することができます。 時間.
| 素子 | 原子番号（Z） | シールドの目安（S） | Z_eff = Z – S |
|---|---|---|---|
| 水素（H） | 1 | 0.0 | 1.0 |
| リチウム（Li） | 3 | 1.7 | 1.3 |
| 炭素（C） | 6 | 2.5 | 3.5 |
| 酸素（O） | 8 | 3.5 | 4.5 |
| ネオン（ネ） | 10 | 4.5 | 5.5 |
| ナトリウム（Na) | 11 | 10.2 | 0.8 |
| 塩素（CL） | 17 | 10.0 | 7.0 |
ヒント： 同じグループの要素は、そのグループに対して同様のZ_effを持つ傾向がある。 価電子原子番号が増加しても同様です。
有効核電荷計算機の例
シナリオ：
有効核電荷を求める 価電子 リン（P） 原子。
ステップ1：原子番号を特定する
Z=15
ステップ2：スレーターの規則を使用して遮蔽定数を推定する
S ≈ 10.2
ステップ3: 式を使用する
Z_eff = Z – S
Z_eff = 15 – 10.2 = 4.8
結果：
リンの価電子の有効核電荷はおよそ 4.8 基本料金この値は、リンが周期表の初期の元素よりも価電子をより強く保持する理由を説明しています。
最も一般的な FAQ
A: 原子の大きさ、イオン化エネルギー、電気陰性度といった周期表の傾向を説明します。原子核が外殻電子をどれだけ強く保持しているかを示します。
A: いいえ。遮蔽は核引力のみを減少させるため、有効核電荷は常に Z 以下になります。
A: スレーターの規則を使用します。これは、電子を殻とサブレベルにグループ化し、各グループに特定の遮蔽値を割り当てる規則です。