主要区别 - 核电荷与有效核电荷

核电荷和有效核电荷是两个不同的化学术语，用于解释原子的性质。原子是构成所有物质的最小单位。原子由原子核和电子组成。原子核由质子和中子组成。质子是带正电的亚原子粒子。这些质子决定了原子的核电荷。电子在原子核周围连续运动。电子移动的路径称为电子壳。最外层的电子壳具有对原子核吸引力最小的电子。这些电子受到的核吸引力取决于内壳电子和核电荷的排斥力。外壳电子所经历的净电荷称为有效核电荷。核电荷和有效核电荷之间的主要区别是 有效核电荷的值总是低于核电荷的值。

涵盖的关键领域

1. 什么是核电荷 – 定义、解释 2. 什么是有效核电荷 – 定义、解释、计算公式 3. 核电荷和有效核电荷有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：原子、有效核电荷、电子、电子壳、中子、核电荷、质子、亚原子粒子、价电子

什么是核电荷

核电荷是原子核的总电荷。它本质上是一个正电荷。这是因为原子核由质子组成，质子是带正电的亚原子粒子。每个原子都由原子核中的至少一个质子组成。因此，核电荷总是带正电荷。

原子核由质子和中子组成（除了质子同位素）。质子带正电，中子是带中性电的亚原子粒子。一个质子带 +1 电荷。在整个元素周期表中，质子的数量增加。因此核电荷也相应增加。

图 1：氘原子在其原子核中由一个质子和一个中子组成。这个单个质子有助于氘的核电荷。

核电荷是原子核与电子之间吸引的主要原因。由于核电荷是正电荷，带负电荷的电子由于静电力而被吸引到原子核上。中性原子的质子数和电子数相等。换句话说，电子中和了核电荷。

此外，元素的核电荷是一个固定值。这意味着，即使元素中有同位素，所有这些同位素的核电荷都是相同的，因为同位素的核中具有相同数量的质子。

什么是有效核电荷

有效核电荷是电子在具有多个电子的原子中所经历的净电荷。外壳电子是离原子核最远的电子。由于距离的原因，这些电子对原子核的吸引力最小。因此，这些外壳电子对原子核的影响最小。最外层的电子称为价电子。

在具有多个电子的原子中，除了电子-核引力之外，还有电子-电子排斥力。电子所经历的净电荷或有效核电荷可以使用以下等式计算。

有效核电荷方程

Z_效果 = Z – S

哪里，Z_效果 是有效核电荷，

Z 是原子序数（原子核中的质子数）

S 是屏蔽电子的数量。

图 02：有效核电荷

屏蔽电子是位于原子核和外壳电子之间的电子。上式表示从原子核的吸引力中减去内壳层电子的排斥力得到的净电荷。

核电荷与有效核电荷的区别

定义

核电荷： 核电荷是原子核的总电荷。

有效核电荷： 有效核电荷是外壳电子在原子中经历的净电荷。

电子

核电荷： 核电荷不取决于原子中电子的电荷。

有效核电荷： 考虑内轨道电子和核电荷的影响，计算有效核电荷。

质子

核电荷： 核电荷仅取决于核中存在的质子数。

有效核电荷： 有效核电荷不仅仅取决于质子数。

价值

核电荷： 核电荷值始终为正值，高于有效核电荷值。

有效核电荷： 有效核电荷的值低于核电荷的值。

结论

核电荷和有效核电荷是关于化学元素原子计算的两个不同值。核电荷是原子核的总电荷。有效核电荷是最外层电子承受的净电荷。核电荷与有效核电荷之间的主要区别在于，有效核电荷的值始终低于核电荷的值。

参考：

1.“核电荷”。克拉克马斯社区学院，可在此处获得。 2. Helmenstine，安妮玛丽。 “有效核电荷定义和表格。” ThoughtCo，请点击此处。 3.“有效核电荷”。化学 LibreTexts，Libretexts，2016 年 8 月 14 日，可在此处获取

图片提供：

1. BruceBlaus 撰写的“Blausen 0527 Hydrogen-2 Deuterium” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY 3.0） 2. 通过自己的作品“Effective Nuclear Charge” – Effective Nuclear Charge.gif（CC0），通过 Commons Wikimedia