بار موثر هسته

یکی از مباحثی که در کارگاه آموزشی شیمی ( 6 اسفند 88 ) و در جلسه گروه آموزشی شیمی ( 9 اسفند 88 ) مطرح شد موضوع افزایش بار موثر هسته در هر گروه جدول تناوبی و میزان ضرورت و نحوه بیان این مطلب برای دانش آموزان سال دوم تجربی و ریاضی بود.

بار موثر هسته مقدار بار مثبتی است که از طرف هسته بر الکترون مورد نظر اعمال می شود و بر حسب  واحد نسبی بار الکترون از رابطه زیر قابل محاسبه است:

Z^* = Z - S

( اثر پوششی الکترونها S ،   عدد اتمی  Z و    بار موثر هسته  *Z )

با افزایش عدد اتمی بار موثر هسته نیز افزایش می یابد پس در هر دوره از چپ به راست و در هر گروه از بالا به پایین بار موثر هسته زیاد می شود.

در مقایسه بین اتم و یونهای آن با توجه به اینکه عدد اتمی ثابت است هر چه تعداد الکترون کمتر باشد اثر پوششی الکترونها کمتر و در نتیجه بار موثر هسته بیشتر است. 

با افزایش عدد اتمی ( تعداد پروتون ) به همان اندازه تعداد الکترون هم اضافه می شود اما اثر افزایش Z  بیشتر از مقدار  S  است در نتیجه با افزایش  Z  ،  Z^*  نیز افزایش می یابد ، در یک دوره ، به علت 

ثابت بودن تعداد لایه ، افزایش  Z^* ( از چپ به راست ) موجب کاهش شعاع و افزایش 

الکترونگاتیوی  می شود اما در گروه ( از بالا به پایین ) با افزایش عدد اتمی ، تعداد لایه نیز افزایش می یابد و با توجه به اینکه افزایش Z^*  نمی تواند بر اثر افزایش تعداد لایه غلبه نماید در نتیجه با وجود  

افزایش بار موثر هسته ، شعاع افزایش و الکترونگاتیوی و انرژی نخستین یونش کاهش می یابد. به جدول زیر دقت نمایید.

مقادیر بار موثر هسته بر الکترونهای اتم عناصر دوره اول و دوم و سدیم و پتاسیم

4S	3S	2P	2S	1S	عنصر
				000 / 1	H
				688 / 1	He
			279 / 1	691 / 2	Li
			912 / 1	685 / 3	Be
		421 / 2	576 / 2	680 / 4	B
		136 / 3	217 / 3	673 / 5	C
		834 / 3	847 / 3	665 / 6	N
		453 / 4	492 / 4	658 / 7	O
		100 / 5	128 / 5	650 / 8	F
		758 / 5	758 / 5	642 / 9	Ne
	507 / 2	802 / 6	571 / 6	626 / 10	Na
495 / 3	680 /  8	027 / 15	006 / 13	490 / 18	K