Muatan inti efektif

Muatan inti efektif atau muatan nuklir efektif (sering dilambangkan sebagai Z e f f {\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }} atau Z ∗ {\displaystyle Z^{\ast }} ) adalah muatan positif bersih yang dialami oleh sebuah elektron dalam atom polielektronik. Digunakan istilah "efektif" karena efek pemerisaian elektron bermuatan negatif mencegah elektron pada orbital yang lebih tinggi dipengaruhi oleh muatan inti atom karena efek tolakan elektron lapisan dalam. Muatan inti efektif yang dialami oleh elektron pada kulit terluar juga disebut sebagai muatan pokok (bahasa Inggris:core charge). Kekuatan muatan inti memungkinkan untuk ditentukan melalui bilangan oksidasi atom.

Perhitungan

Dalam suatu atom dengan satu elektron, elektron tersebut mengalami sepenuhnya terpengaruh oleh muatan positif dari inti atom. Dalam kasus ini, muatan inti efektif dapat dihitung melalui hukum Coulomb.

Namun, dalam suatu atom dengan banyak elektron, elektron terluar secara simultan tertarik ke inti bermuatan positif sekaligus tertolak oleh elektron bermuatan negatif dari orbital yang lebih dalam. Muatan inti efektif pada elektron semacam ini dinyatakan sesuai persamaan berikut:

Z e f f = Z − S {\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }=Z-S}

dengan

Z {\displaystyle Z} adalah jumlah proton dalam inti atom (nomor atom), dan

S {\displaystyle S} adalah rata-rata jumlah elektron antara inti atom dan elektron yang ditanyakan (jumlah elektron non-valensi).

S dapat dicari melalui aplikasi sistematis berbagai aturan, yang paling sederhana dikenal sebagai "aturan Slater" (dinamakan sesuai John C. Slater). Douglas Hartree mendefinisikan Z efektif orbital Hartree-Fock sebagai:

Z e f f = ⟨ r ⟩ H ⟨ r ⟩ Z {\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }={\frac {\langle r\rangle _{\rm {H}}}{\langle r\rangle _{Z}}}}

dengan

⟨ r ⟩ H {\displaystyle \langle r\rangle _{\rm {H}}} adalah rata-rata jari-jari orbital untuk atom hidrogen, dan

⟨ r ⟩ Z {\displaystyle \langle r\rangle _{Z}} adalah rata-rata jari-jari orbital untuk suatu konfigurasi elektron dengan muatan inti Z.

Nilai

Berikut adalah nilai konstanta screening terkini yang disediakan oleh Clementi dkk.^[1][2]

Lihat juga

• Elektron valensi
• Efek pemerisaian [en]
• Orbital atom
• Orbital Slater
• Elektronegativitas

Referensi

1. ↑ Clementi, E.; Raimondi, D. L. (1963). "Atomic Screening Constants from SCF Functions". J. Chem. Phys. 38 (11): 2686–2689. Bibcode:1963JChPh..38.2686C. doi:10.1063/1.1733573.
2. ↑ Clementi, E.; Raimondi, D. L.; Reinhardt, W. P. (1967). "Atomic Screening Constants from SCF Functions. II. Atoms with 37 to 86 Electrons". Journal of Chemical Physics. 47: 1300–1307. Bibcode:1967JChPh..47.1300C. doi:10.1063/1.1712084.

Pranala luar

• Brown, Theodore; LeMay, H.E.; & Bursten, Bruce (2002). Chemistry: The Central Science (8th revised edition). Upper Saddle River, New Jersey 07458: Prentice-Hall. ISBN0-13-061142-5.