유효 핵전하 계산기

유효 핵전하는 다전자 원자에서 전자가 느끼는 순 양전하의 인력을 나타냅니다. 원자핵 전하는 원자 번호 Z로 결정되지만 다른 전자가 반발하며 그 인력을 부분적으로 차폐합니다. 간단한 모델은 Zeff = Z − S로 쓰며, S는 특정 전자에 대해 추정한 차폐 상수입니다. 결과는 무차원이며 보통 양의 기본 전하를 단위로 설명합니다. 원자 안의 모든 전자가 같은 차폐를 받지는 않습니다. 내부 전자는 일반적으로 원자가 전자를 강하게 차폐하고, 같은 껍질의 전자끼리는 차폐가 덜 효과적입니다. 내부 전자는 핵과의 사이에 전자 밀도가 적어 훨씬 큰 유효 전하를 느낍니다. 침투성이 큰 오비탈은 핵 근처에 머무를 확률이 높아 더 큰 Zeff를 느끼는 경향이 있습니다. 같은 주껍질에서는 보통 s, p, d, f 순으로 침투성이 큽니다. 계산기는 차폐 상수가 알려진 뒤 마지막 뺄셈을 수행합니다. 기초 문제에서는 S가 직접 주어지거나 슬레이터 규칙으로 추정할 수 있습니다. 이 규칙은 전자 배치를 그룹으로 나누고 같은 그룹 및 더 안쪽 그룹의 전자에 기여도를 부여합니다. 계수는 조사하는 전자에 따라 달라지므로 S를 원소의 보편적인 특성으로 취급하지 말고 해당 전자에 대해 구하세요. 고급 양자화학 방법은 하나의 경험 상수 대신 전자 밀도로 차폐를 설명합니다. 유효 핵전하는 주기적 경향을 설명하는 데 도움이 됩니다. 한 주기를 따라가면 핵전하가 증가하지만 차폐가 이를 상쇄할 만큼 늘지 않아 원자가 전자의 Zeff는 일반적으로 증가합니다. 강해진 인력은 왼쪽에서 오른쪽으로 원자 반지름이 작아지고 이온화 에너지가 커지는 데 기여합니다. 같은 족에서 아래로 가면 전자껍질이 늘어 거리와 차폐가 모두 증가하므로 Zeff만으로 단순한 경향을 설명할 수 없습니다. 전기음성도, 오비탈 에너지와 화학 반응성을 정성적으로 설명할 때도 활용됩니다. 유효 핵전하를 형식 전하, 산화수 또는 이온의 순전하와 혼동하지 마세요. 이 전자 계산용 양들은 서로 다른 화학적 질문에 답합니다. Zeff는 어떤 전자와 오비탈을 고려하는지에도 의존하므로 전자 배치와 차폐 방법 없이 결과만 제시하면 오해를 낳을 수 있습니다. S를 구한 뒤 산술을 확인하고, 모델 추정값을 일관되게 비교하며, 원자 번호나 차폐 변화가 핵 인력에 미치는 영향을 살펴보는 데 사용하세요. 정량 분광학이나 고정밀 원자 특성에는 실험 데이터 또는 적절한 전자 구조 계산을 이용하세요.