Effet de blindage - Shielding effect

L' effet de blindage parfois appelé blindage atomique ou blindage électronique décrit l'attraction entre un électron et le noyau dans tout atome avec plus d'un électron . L'effet de blindage peut être défini comme une réduction de la charge nucléaire effective sur le nuage d'électrons, due à une différence des forces d'attraction sur les électrons de l'atome. C'est un cas particulier de criblage de champ électrique . Cet effet a également une certaine importance dans de nombreux projets en sciences des matériaux.

Force par couche d'électrons

Plus les couches d' électrons sont larges dans l'espace, plus faible est l'interaction électrique entre les électrons et le noyau due au blindage. En général, nous pouvons ordonner les couches d'électrons (s, p, d, f) comme telles

${\ displaystyle S (\ mathrm {s})> S (\ mathrm {p})> S (\ mathrm {d})> S (\ mathrm {f})}$ ,

où S est la force de blindage qu'une orbitale donnée fournit au reste des électrons.

La description

Dans l' hydrogène , ou tout autre atome du groupe 1A du tableau périodique (ceux avec un seul électron de valence ), la force sur l'électron est tout aussi grande que l' attraction électromagnétique du noyau de l'atome. Cependant, lorsque plusieurs électrons sont impliqués, chaque électron (dans le n ^e - shell ) connaît non seulement l'attraction électromagnétique du noyau positif, mais aussi des forces de répulsion des autres électrons dans des coquilles de 1 à n . Cela fait que la force nette sur les électrons dans les enveloppes extérieures est beaucoup plus petite en magnitude; par conséquent, ces électrons ne sont pas aussi fortement liés au noyau que les électrons plus proches du noyau. Ce phénomène est souvent appelé effet de pénétration orbitale. La théorie du blindage contribue également à expliquer pourquoi les électrons de la coquille de valence sont plus facilement éliminés de l'atome.

De plus, il existe également un effet de blindage qui se produit entre les sous- niveaux au sein du même niveau d'énergie principal. Un électron du sous-niveau s est capable de protéger les électrons du sous-niveau p du même niveau d'énergie principal. Ceci est dû à la forme sphérique de l'orbitale s. Cependant, l'inverse n'est pas vrai; les électrons d'une orbitale p ne peuvent pas protéger les électrons d'une orbitale s.

La taille de l'effet de blindage est difficile à calculer précisément en raison des effets de la mécanique quantique . À titre d'approximation, nous pouvons estimer la charge nucléaire effective sur chaque électron par ce qui suit:

${\ displaystyle Z _ {\ mathrm {eff}} = Z- \ sigma \,}$

Où Z est le nombre de protons dans le noyau et est le nombre moyen d'électrons entre le noyau et l'électron en question. peuvent être trouvés en utilisant la chimie quantique et l' équation de Schrödinger , ou en utilisant les formules empiriques de Slater . ${\ displaystyle \ sigma \,}$${\ displaystyle \ sigma \,}$

Dans la spectroscopie de rétrodiffusion de Rutherford, la correction due au criblage électronique modifie la répulsion coulombienne entre l'ion incident et le noyau cible à de grandes distances. C'est l'effet de répulsion causé par l'électron interne sur l'électron externe.

Voir également

• Numéro atomique
• Charge de base
• Charge nucléaire efficace
• Composé de gaz noble
• Effets stériques
• Contraction des lanthanides
• contraction du bloc d (ou contraction scandide)

Les références

• L. Brown, Theodore; H. Eugene LeMay Jr; Bruce E. Bursten; Julia R. Burdge (2003). Chimie: La science centrale (8e éd.). États-Unis: Pearson Education. ISBN   0-13-061142-5 . Archivé de l'original le 24/07/2011.
• Thomas, Dan (09/10/1997). "Blindage d'électrons dans les atomes de H (Z = 1) à Lw (Z = 103)" . Université de Guelph . Récupéré 12/07/2018 .
• Peter Atkins & Loretta Jones, Principes chimiques: la quête de la perspicacité [Variation de l'effet de blindage]