Différence principale - Charge nucléaire vs charge nucléaire effective

La charge nucléaire et la charge nucléaire effective sont deux termes chimiques différents utilisés pour expliquer les propriétés des atomes. Les atomes sont les plus petites unités qui composent toute la matière. Un atome est composé d'un noyau et d'électrons. Le noyau est composé de protons et de neutrons. Les protons sont des particules subatomiques chargées positivement. Ces protons déterminent la charge nucléaire d'un atome. Les électrons sont en mouvement continu autour du noyau. Les chemins parcourus par les électrons sont appelés coquilles d'électrons. Les couches d'électrons les plus externes ont des électrons avec une attraction minimale vers le noyau. L'attraction nucléaire que ces électrons subissent dépend de la répulsion des électrons de la couche interne et de la charge nucléaire. La charge nette subie par un électron de la couche externe est connue sous le nom de charge nucléaire effective. La principale différence entre la charge nucléaire et la charge nucléaire effective est que la valeur de la charge nucléaire effective est toujours une valeur inférieure à celle de la charge nucléaire.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que la charge nucléaire - Définition, explication 2. Qu'est-ce qu'une charge nucléaire efficace - Définition, explication, équation pour le calcul 3. Quelle est la différence entre une charge nucléaire et une charge nucléaire efficace – Comparaison des principales différences

Termes clés: atome, charge nucléaire effective, électrons, coquilles d'électrons, neutrons, charge nucléaire, protons, particules subatomiques, électrons de valence

Qu'est-ce que la charge nucléaire

La charge nucléaire est la charge totale du noyau. Il s'agit essentiellement d'une charge positive. En effet, le noyau d'un atome est composé de protons et les protons sont des particules subatomiques chargées positivement. Chaque atome est composé d'au moins un proton dans le noyau. Ainsi, la charge nucléaire est toujours une charge positive.

Un noyau est composé de protons et de neutrons (à l'exception de l'isotope du protium). Les protons sont chargés positivement et les neutrons sont des particules subatomiques de charge neutre. Un proton a +1 charge électrique. Le nombre de protons augmente dans le tableau périodique des éléments. Par conséquent, la charge nucléaire est également augmentée en conséquence.

Figure 1: L'atome de deutérium est composé d'un proton et d'un neutron dans son noyau. Ce proton unique contribue à la charge nucléaire du deutérium.

La charge nucléaire est la principale raison de l'attraction entre le noyau et les électrons. Comme la charge nucléaire est positive, les électrons chargés négativement sont attirés vers le noyau en raison des forces électrostatiques. Le nombre de protons et d'électrons est égal dans un atome neutre. En d'autres termes, les électrons neutralisent la charge nucléaire.

De plus, la charge nucléaire d'un élément est une valeur fixe. Cela signifie que, même s'il y a des isotopes dans un élément, la charge nucléaire de tous ces isotopes est la même puisque les isotopes ont le même nombre de protons dans leur noyau.

Qu'est-ce qu'une charge nucléaire efficace

La charge nucléaire effective est la charge nette qu'un électron subit dans un atome avec plusieurs électrons. Les électrons de la couche externe sont les électrons les plus éloignés du noyau. Ces électrons ont le moins d'attraction sur le noyau en raison de la distance. Par conséquent, ces électrons de la couche externe ont un effet minimal du noyau. Les électrons de la couche la plus externe sont appelés électrons de valence.

Dans un atome à plusieurs électrons, il existe des forces de répulsion électron-électron en dehors de la force d'attraction électron-noyau. La charge nette subie par un électron ou la charge nucléaire effective peut être calculée à l'aide de l'équation suivante.

Équation de la charge nucléaire effective

Z_eff = Z-S

Où, Z_eff est la charge nucléaire effective,

Z est le numéro atomique (nombre de protons dans le noyau)

S est le nombre d'électrons de blindage.

Figure 02: Charge nucléaire effective

Les électrons de protection sont les électrons situés entre le noyau et les électrons de la couche externe. L'équation ci-dessus montre la charge nette obtenue en déduisant la répulsion par les électrons de la couche interne de l'attraction par le noyau.

Différence entre la charge nucléaire et la charge nucléaire effective

Définition

Charge nucléaire: La charge nucléaire est la charge totale du noyau.

Charge nucléaire efficace: La charge nucléaire effective est la charge nette qu'un électron de la couche externe subit dans un atome.

Électrons

Charge nucléaire: La charge nucléaire ne dépend pas de la charge des électrons dans un atome.

Charge nucléaire efficace: La charge nucléaire effective est calculée en tenant compte de l'effet des électrons orbitaux internes et de la charge nucléaire.

Protons

Charge nucléaire: La charge nucléaire ne dépend que du nombre de protons présents dans le noyau.

Charge nucléaire efficace: La charge nucléaire effective ne dépend pas seulement du nombre de protons.

Valeur

Charge nucléaire: La valeur de la charge nucléaire est toujours une valeur positive et est supérieure à la valeur de la charge nucléaire effective.

Charge nucléaire efficace: La charge nucléaire effective est une valeur inférieure à celle de la charge nucléaire.

Conclusion

La charge nucléaire et la charge nucléaire effective sont deux valeurs différentes calculées en fonction des atomes d'éléments chimiques. La charge nucléaire est la charge totale d'un noyau. La charge nucléaire effective est la charge nette subie par un électron de la couche externe. La principale différence entre la charge nucléaire et la charge nucléaire effective est que la valeur de la charge nucléaire effective est toujours une valeur inférieure à celle de la charge nucléaire.

Les références:

1. « Charge nucléaire ». Collège communautaire de Clackamas, disponible ici. 2. Helmenstine, Anne-Marie. « Définition et tableau de la charge nucléaire efficace ». ThoughtCo, disponible ici. 3. « Charge nucléaire efficace ». Chimie LibreTexts, Libretexts, 14 août 2016, disponible ici

Image de courtoisie:

1. "Blausen 0527 Hydrogen-2 Deuterium" par BruceBlaus - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 2. "Charge nucléaire efficace" Par son propre travail - Charge nucléaire efficace.gif (CC0) via Wikimedia Commons