Efecto de protección

En química , el efecto de apantallamiento , también conocido como apantallamiento atómico o apantallamiento electrónico, describe la atracción entre un electrón y el núcleo en cualquier átomo con más de un electrón . Este efecto se define como una reducción de la carga nuclear efectiva en la nube electrónica, debido a una diferencia en las fuerzas de atracción sobre los electrones del átomo. Se trata de un caso particular de apantallamiento del campo eléctrico . Este efecto también tiene relevancia en numerosos proyectos de ciencia de los materiales.

Cuanto más amplias sean las capas electrónicas en el espacio, más débil será la interacción eléctrica entre los electrones y el núcleo debido al apantallamiento. Además, debido a las diferencias en la penetración orbital, podemos ordenar la fuerza de apantallamiento, S , que los electrones en un orbital dado (s, p, d o f)

En el hidrógeno , o en cualquier otro átomo del grupo 1A de la tabla periódica (aquellos con un solo electrón de valencia ), la fuerza sobre el electrón es igual a la atracción electromagnética del núcleo del átomo. Sin embargo, cuando hay más electrones, cada electrón (en la ^capa n ) experimenta no solo la atracción electromagnética del núcleo positivo, sino también fuerzas de repulsión de otros electrones en las capas 1 a n . Esto provoca que la fuerza neta sobre los electrones en las capas externas sea significativamente menor; por lo tanto, estos electrones no están tan fuertemente unidos al núcleo como los electrones más cercanos a él. Este fenómeno se conoce a menudo como el efecto de penetración orbital. La teoría del apantallamiento también contribuye a explicar por qué los electrones de la capa de valencia se extraen más fácilmente del átomo.

Además, existe un efecto de apantallamiento entre subniveles dentro del mismo nivel de energía principal. Un electrón en el subnivel s puede apantallar a los electrones en el subnivel p del mismo nivel de energía principal.

El tamaño del efecto de apantallamiento es difícil de calcular con precisión debido a los efectos de la mecánica cuántica . Como aproximación, podemos estimar la carga nuclear efectiva en cada electrón de la siguiente manera:

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

Donde Z es el número de protones en el núcleo y${\displaystyle \sigma \,}$es el número promedio de electrones entre el núcleo y el electrón en cuestión.${\displaystyle \sigma \,}$se puede encontrar utilizando la química cuántica y la ecuación de Schrödinger , o utilizando las fórmulas empíricas de Slater .

En la espectroscopia de retrodispersión de Rutherford , la corrección debida al apantallamiento electrónico modifica la repulsión de Coulomb entre el ion incidente y el núcleo objetivo a grandes distancias. Se trata del efecto de repulsión que ejerce el electrón interno sobre el electrón externo.

• Número atómico
• Cargo por núcleo
• carga nuclear efectiva
• Compuesto de gas noble
• Efectos estéricos
• Contracción de lantánidos
• contracción del bloque d (o contracción de escandinavia)

• L. Brown, Theodore; H. Eugene LeMay Jr.; Bruce E. Bursten; Julia R. Burdge (2003). Química: La ciencia central (8.ª  ed.). EE. UU.: Pearson Education. ISBN 0-13-061142-5Archivado del original el 24 de julio de 2011.
• Thomas, Dan (1997-10-09). "Apantallamiento de electrones en átomos desde H (Z=1) hasta Lw (Z=103)" . Universidad de Guelph . Recuperado el 12 de julio de 2018 .
• Peter Atkins y Loretta Jones, Principios químicos: la búsqueda de la comprensión [Variación en el efecto de apantallamiento]