APANTALLAMIENTO Y CARGA NUCLEAR EFECTIVA:

EFECTO DE APANTALLAMIENTO:

Se considera dentro del contexto de Estructura de la Materia, Tabla Periódica, Propiedades Periódicas.

Tanto el APANTALLAMIENTO como la CARGA NUCLEAR EFECTIVA (conceptos muy relacionados) van a determinar la variación periódica de las PROPIEDADES PERIÓDICAS de los elementos.

Sabemos que en el núcleo del átomo están los protones, con carga positiva, en número igual al número atómico del elemento. En la corteza, se encuentran los electrones en órbitas establecidas y en diferentes niveles correpondientes a distintos niveles de energía.

El núcleo entonces (con carga positiva) atrae a los electrones de la corteza (con carga negativa) como consecuencia de la atracción electrostática entre cargas de signo opuesto. Esta atracción del núcleo sobre los electrones más externos se ve alterada, perturbada por los electrones que están en medio (entre el núcleo y los últimos electrones) de tal modo que los electrones de los niveles intermedios hacen una especie de pantalla que impide la esperada atracción, siendo pues menor de lo previsible.

Los electrones intermedios en cierto modo tapan la atracción que el núcleo pueda ejercer sobre los electrones de los niveles más externos.

CARGA NUCLEAR EFECTIVA:

Como consecuencia del apantallamiento, el electrón más externo se va a ver afectado en menor medida por la fuerza atractiva de los protones del núcleo.

La carga que realmente va a afectar a este último electrón se conoce como CARGA NUCLEAR EFECTIVA.

La carga nuclear efectiva (Z*) de la que hablamos se calcula con la siguiente expresión:

Z*=Z-a

Z es el número atómico (como siempre)

a es el apantallamiento.

Para entendernos, en el caso del magnesio (Mg) con un número atómico Z=12, el electrón más externo no se verá afectado por la atracción de los 12 protones del núcleo, sino que su atracción real será menor e igual a la diferencia de esos 12 protones menos el apantallamiento que producen el conjunto de electrones en los niveles intermedios.

El valor del apantallamiento “a” depende de dos factores:

• El apantallamiento debido a los electrones internos, correspondientes al “kernel” (electrones del gas noble anterior al elemento) que producen un apantallamiento a=1 por cada electrón
• El apantallamiento de los electrones restantes, con un valor de a<1 por cada electrón de este tipo.

En el caso del Magnesio, con Z = 12, el apantallamiento:

• debido al kernel, será el correspondiente a los 10 electrones del gas noble anterior, el neón (Ne); a = 10
• debido a los otros dos electrones; a < 2,

Es decir un apantallamiento entre 10 y 12; 10 < a < 12

Con todo ello, la NUCLEAR EFECTIVA será un valor indeterminado:

Z* = Z – a = 12 – (valor entre 10 y 12) = valor entre cero y dos

Pero comprendido entre cero y dos; con lo que al último electrón lo atrae una intensidad correspondiente a entre cero y dos protones, muy diferente de los 12 protones esperados, que son los que están en el núcleo.

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