1 - Anorganische chemie 5 notizen PDF

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Anorganische chemie 5 notizen...

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Slater-Regeln zur Abschätzung der Abschirmung der Kernladung Innere Elektronenschalen schirmen die Kernladung Z gegen die äußeren Elektronen ab. Damit wirkt auf letztere nicht die volle, sondern eine reduzierte, effektive Kernladung Zeff:

Zeff = Z – S

Dabei schirmen nur ganz innen liegende Schalen vollständig, d.h. entsprechend ihrer Elektronenzahl ab. Elektronen in weiter außen liegenden Schalen schirmen nur zu 85% bzw. 35% (oder 30%) ab. Die effektive Kernladung kann mit Hilfe der Slater-Regeln abgeschätzt werden: • Aufschreiben der Elektronenkonfiguration nach folgendem Muster: (1s2),(2s2,2p6),(3s2,3p6)(3d10),(4s2,4p6)(4d10)(4f14),(5s2,5p6)... • Die Abschirmung S ist die Summe der Abschirmbeiträge aller abschirmenden Elektronen und wird immer von links nach rechts ausgerechnet. Dabei wird das Elektron, für das die Abschirmung ermittelt werden soll, nicht mitgerechnet. • Abschirmung innerhalb derselben Hauptschale: Beitrag zu S für (ns, np): 0.35 speziell: Beitrag zu S für (1s): 0.30 • Abschirmung durch die erste darunter liegende Hauptschale: Beitrag zu S für ((n-1)s, p, d, f): 0.85 • Abschirmung durch alle weiteren Hauptschalen davor: Beitrag zu S für ((n-m)s, p, d, f): 1.00, m ≥ 2 Erst diese Schalen mit um 2 kleinerer Hauptquantenzahl schirmen vollständig ab, d.h. jedes Elektron schirmt eine ganze Kernladung ab. • speziell: Ist das betrachtete Elektron ein nd- bzw. ein nf-Element, so schirmen alle Elektronen „links“ davon mit einem Beitrag zu S von 1 ab. • Elektronen, die bei höherer Energie liegen (rechts vom betrachteten Elektron) tragen nichts zur Abschirmung bei. Beispiel: Abschirmung und Zeff für ein 4s-Elektron (n = 4) in 20Ca oder 30Zn: 20

Ca: e–_Konfiguration: (1s2),(2s2,2p6),(3s2,3p6)(3d0),(4s2,4p0)(4d0)(4f0),... S = 2∙1.00 + 8∙1.00 + 8∙0.85 + 1∙0.35 = 17.15 Zeff = Z – S = 20 – 17.15 = 2.85

30

Zn: e–-Konfiguration: (1s2),(2s2,2p6),(3s2,3p6)(3d10),(4s2,4p0)(4d0)(4f0),... S = 2∙1.00 + 8∙1.00 + 8∙0.85 + 10∙0.85 + 1∙0.35 = 25.65 Zeff = Z – S = 30 – 23.65 = 4.35

 4s-e– bei Zn stärker gebunden als bei Ca  Zn edler als Ca

genauere Werte für Zeff nach Clementi und Raimondi  Berechnung mittels Schrödinger-Gleichung

 Übersicht: Zeff für verschiedene Elektronen der Elementen in der 2. Periode...