Mikä on suojavaikutus?

Termi “suojavaikutus” viittaa vetovoiman vähenemiseen elektronien ja atomin ytimen välillä. Elektronit vetävät voimakkaasti ytimeen, koska niillä on negatiivinen varaus ja ydin sisältää protoneja, joilla on positiivinen varaus. Kun ylimääräisiä elektroneja on eri kiertoradilla, elektronit hylkivät toisiaan hieman. Tämä karkotusvoima toimii ytimen vetovoimaa vastaan ​​vähentäen vetovoimaa elektronien ja ytimen välillä.

Atomin elektronit löytyvät useilta kiertoradilta. Ensimmäisellä kiertoradalla voi olla yhteensä kaksi elektronia. Muut kiertoradat sisältävät useita elektroneja, ja uloin kiertorata tunnetaan valenssikiertona. Elektronien suojavaikutus koskee pääasiassa valenssielektroneja. Sisäkiertoradoilla olevat elektronit suojaavat houkuttelevaa voimaa ytimeltä.

Elektronien sijainnit selittävät kuinka paljon suojaa tapahtuu. Ensimmäisen kiertoradan elektronit, joita kutsutaan S -elektroneiksi, on suojattu vähiten, koska ne ovat lähimpänä ydintä. Toisen kiertoradan, P -kiertoradan, elektronit on suojattu hieman enemmän. Elektronit kolmannella kiertoradalla, D -kiertoradalla, on suojattu enemmän kuin P -kiertoradalla. Siksi mitä enemmän elektroneja atomissa, sitä pidempi etäisyys ytimestä ja sitä suurempi vetovoiman väheneminen.

Suojavaikutusten vahvuus voidaan arvioida jaksollisen taulukon avulla. Taulukon elementtien kokoonpanot tarjoavat erityisiä jaksollisia suuntauksia, joista yksi liittyy tähän vaikutukseen. Taulukon jokainen rivi viittaa uuteen elektronitasoon, jossa alimmilla riveillä on eniten tasoja ja ylärivillä vain yksi taso. Tämä tarkoittaa, että vaikutus on suurempi taulukon alareunassa oleviin elementteihin.

Vahva suojavaikutus vaikuttaa siihen, kuinka helposti elektronit voidaan poistaa, mikä tunnetaan ionisaatioenergiana. Ensimmäisen kiertoradan elektroneja on erittäin vaikea poistaa, koska niiden on ohitettava elektronit kaikilla muilla kiertoradilla. Ulkoradan elektronit on erittäin helppo poistaa kemiallisissa reaktioissa ja prosesseissa, koska muita elektronit eivät estä tietä. Kun atomissa on yksi elektroni tavallista vähemmän tai yksi enemmän, sitä kutsutaan ioniksi.

Suojaus on tärkeä kemiallinen ominaisuus, ja metalleilla sillä on tärkeitä kiinteän tilan toimintoja. Tätä vaikutusta käytetään metalleissa puolijohteiden sähköstaattisten kenttien vähentämiseksi. Se myös vähentää metallin sisällä syntyvien sähkökenttien suuruutta. Sähkökentillä on varaus ja etäisyys, ja mitä suurempi suoja, sitä lyhyempi kenttä.