Carga nuclear efectiva

CADMIO

28 Jan 202103:16

Summary

TLDREn este video se explica el concepto de carga nuclear efectiva, utilizando el ejemplo del hierro. Se aborda cómo calcular esta carga, considerando la repulsión entre electrones en el mismo nivel energético y el apantallamiento causado por los electrones de capas energéticas inferiores. Se introduce el concepto de la constante de apantallamiento, que se calcula usando las reglas de Slater, y se muestra cómo determinar la carga nuclear efectiva para diferentes electrones del átomo. Finalmente, se invita a los usuarios a practicar con ejercicios adicionales disponibles en un PDF descargable, y se recuerda suscribirse al canal.

Takeaways

😀 El video explica qué es la carga nuclear efectiva y cómo calcularla utilizando el ejemplo del hierro.
😀 El hierro tiene 26 protones y 26 electrones, y su configuración electrónica se presenta por bloques.
😀 Para calcular la carga nuclear efectiva, es necesario tener en cuenta el apantallamiento, que es la repulsión de electrones en niveles energéticos superiores.
😀 El apantallamiento ocurre cuando los electrones en niveles superiores repelen a los electrones en el nivel de interés, reduciendo la carga efectiva del núcleo sobre estos.
😀 La fórmula general para calcular la carga nuclear efectiva es Z* = Z - σ, donde Z es el número de protones y σ es la constante de apantallamiento.
😀 La constante de apantallamiento (σ) se calcula utilizando las reglas de Slater, considerando la contribución de electrones en el mismo nivel y en niveles inferiores.
😀 En el ejemplo del electrón azul, su constante de apantallamiento es 19.75 y su carga nuclear efectiva es 6.25.
😀 Cuanto más cerca esté un electrón del núcleo, más similares serán los valores de Z y Z*.
😀 En el caso de un electrón 2p (como el electrón rojo), se calcula una carga nuclear efectiva de 21.85, que es más cercana al número de protones Z.
😀 El video destaca la importancia de entender las reglas de apantallamiento y cómo afectan la atracción nuclear sobre los electrones en diferentes niveles de energía.
😀 Al final, el video invita a los espectadores a descargar un resumen en PDF y practicar con ejercicios adicionales sobre el tema.

Q & A

¿Qué es la carga nuclear efectiva?
-La carga nuclear efectiva es la carga neta que un electrón experimenta debido a la atracción del núcleo, teniendo en cuenta los efectos de apantallamiento de otros electrones presentes en el átomo.
¿Cómo se calcula la carga nuclear efectiva?
-Se calcula restando la constante de apantallamiento (σ) al número total de protones (Z) en el núcleo del átomo. La fórmula es Z* = Z - σ.
¿Qué es el apantallamiento y cómo afecta a la carga nuclear efectiva?
-El apantallamiento es el efecto de repulsión que ejercen los electrones de niveles energéticos superiores o iguales sobre un electrón, reduciendo la carga nuclear efectiva que experimenta dicho electrón.
¿Qué influencia tiene la proximidad de un electrón al núcleo sobre su carga nuclear efectiva?
-Cuanto más cercano está un electrón al núcleo, menor es el apantallamiento que experimenta, lo que hace que la carga nuclear efectiva (Z*) se acerque más al valor de la carga total del núcleo (Z).
En el caso del hierro, ¿cuál es el número de protones y electrones?
-El hierro tiene 26 protones y 26 electrones.
¿Cómo se debe escribir la configuración electrónica para calcular la carga nuclear efectiva?
-La configuración electrónica debe escribirse por bloques, como en el caso del hierro, donde se utiliza la notación para describir los niveles de energía y los tipos de orbitales.
¿Qué regla se utiliza para determinar la constante de apantallamiento (σ)?
-Para determinar la constante de apantallamiento se utilizan las reglas de Slater, que asignan diferentes valores de apantallamiento según el tipo de electrones que se encuentran en diferentes niveles y subniveles.
¿Cómo se calcula la constante de apantallamiento (σ) para un electrón 3d en el hierro?
-Para el electrón 3d, se calcula sumando los efectos de apantallamiento de otros electrones en la misma capa (con un factor de 0.35), los electrones de la capa anterior (n-1) y los de niveles más bajos (n-2). En este caso, la constante de apantallamiento es 19.75.
¿Qué diferencia hay entre la carga nuclear efectiva de un electrón 3d y un electrón 2p en el hierro?
-La carga nuclear efectiva para un electrón 3d es menor debido a un mayor apantallamiento de otros electrones en niveles superiores, mientras que para un electrón 2p la carga nuclear efectiva es más cercana al número total de protones debido a un menor apantallamiento.
¿Qué valor se obtiene para la carga nuclear efectiva (Z*) de un electrón 3d en el hierro?
-Para el electrón 3d, la carga nuclear efectiva (Z*) es 6.25, lo que es mucho menor que el número de protones (Z), que es 26.