Calculadora de la regla de Slater

Antecedentes históricos

Las reglas de Slater fueron introducidas por John C. Slater en 1930 para proporcionar una forma sistemática de calcular la constante de apantallamiento (σ) experimentada por los electrones en un átomo multielectrónico. Conociendo esta constante de apantallamiento, se puede calcular la *carga nuclear efectiva (Z)**, lo que proporciona información sobre la atracción que experimenta un electrón del núcleo.

En los átomos multielectrónicos, los electrones en las capas externas experimentan una carga nuclear reducida debido a la repulsión de los electrones internos. Este efecto de repulsión se conoce como apantallamiento. Las reglas de Slater ayudan a calcular cuánto este apantallamiento disminuye la carga nuclear.

Fórmula de cálculo

La fórmula para calcular la carga nuclear efectiva usando la regla de Slater es:

\[ Z^* = Z - \sigma \]

Donde:

• \( Z^* \) es la carga nuclear efectiva.
• \( Z \) es el número atómico (número total de protones en el núcleo).
• \( \sigma \) es la constante de apantallamiento, que se calcula utilizando las reglas empíricas de Slater basadas en la disposición de los electrones en diferentes capas.

Ejemplo de cálculo

Para un átomo de oxígeno (Z = 8) con un electrón externo en el orbital 2p, la constante de apantallamiento (σ) se puede estimar en 3,45 según las reglas de Slater. La carga nuclear efectiva se calcularía de la siguiente manera:

\[ Z^* = 8 - 3,45 = 4,55 \]

Por lo tanto, la carga nuclear efectiva experimentada por un electrón 2p en el oxígeno es aproximadamente 4,55.

Importancia y escenarios de uso

• Comprensión de las propiedades atómicas: La carga nuclear efectiva proporciona información sobre la fuerza de la atracción entre el núcleo y los electrones, lo que ayuda a comprender la energía de ionización, la afinidad electrónica y el tamaño atómico.
• Predicción del comportamiento químico: Es crucial para predecir cómo los átomos se unirán e interactuarán con otros elementos, influyendo en su reactividad y ubicación en la tabla periódica.
• Explicación de las tendencias en las propiedades periódicas: La carga nuclear efectiva ayuda a explicar las tendencias periódicas como los radios atómicos, la electronegatividad y otras propiedades que varían a través de períodos y grupos.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué es la constante de apantallamiento (σ)?

   • La constante de apantallamiento cuantifica cuánto los electrones internos reducen la carga nuclear sentida por los electrones externos. Se calcula utilizando las reglas de Slater, que asignan diferentes valores dependiendo de las configuraciones electrónicas.

2. ¿Por qué es importante la carga nuclear efectiva?

   • La carga nuclear efectiva explica con qué fuerza el núcleo de un átomo atrae a sus electrones. Desempeña un papel crítico en la determinación de las propiedades químicas y físicas de un elemento.

3. ¿Puede la carga nuclear efectiva ser negativa?

   • No, la carga nuclear efectiva no puede ser negativa porque el apantallamiento siempre es menor o igual a la carga nuclear total.