charge effective

[invite57b7a867]

Bonjour,


Il y a quelqu'un qui peut m'expliquer qu'est-ce que c'est la charge nucléaire effective ? Et me décrire aussi l'effet d'écran?

Merci d'avance.
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[moco]

La charge nucléaire effective est la charge positive que ressent et qui attire un électron lointain dans un atome à plusieurs électrons. Si le noyau contient Z protons, ces Z protons attirent le et les électrons. Mais il y a aussi les autres électrons de l'atome qui repoussent ledit électron lointain.
Si on veut calculer la force qui attire le dit électron lointain, on devrait exprimer l'attraction du noyau, qui est en Ze²/r, r étant la distance électron - noyau, et lui soustraire la somme de toutes les répulsions de tous les autres électrons, qui sont toutes en e²/r (où r est la distance entre électrons). Ce calcul est difficile. On a meilleur temps de remplacer la charge Z du noyau par une "charge nucléaire effective" Z', avec Z' < Z, et de ne calculer que l'attraction de l'électron avec cette charge effective : Z'e²/r. Z' est ajusté par tâtonnement !!
C'est un peu du bricolage, mais il simplifie beaucoup les calculs !

[invite57b7a867]

Bonjour Moco,

Merci tout d'abord de m'avoir aidé.
Cependant, j'ai quelques petits problèmes.

La charge nucléaire effective est la charge positive que ressent et qui attire un électron lointain dans un atome à plusieurs électrons. Si le noyau contient Z protons, ces Z protons attirent le et les électrons. Mais il y a aussi les autres électrons de l'atome qui repoussent ledit électron lointain.
Si on veut calculer la force qui attire le dit électron lointain, on devrait exprimer l'attraction du noyau, qui est en Ze²/r, r étant la distance électron - noyau, et lui soustraire la somme de toutes les répulsions de tous les autres électrons, qui sont toutes en e²/r (où r est la distance entre électrons). Ce calcul est difficile. On a meilleur temps de remplacer la charge Z du noyau par une "charge nucléaire effective" Z', avec Z' < Z, et de ne calculer que l'attraction de l'électron avec cette charge effective : Z'e²/r. Z' est ajusté par tâtonnement !!
C'est un peu du bricolage, mais il simplifie beaucoup les calculs !

Un électron lointain: il ne s'agit pas de n'importe quelle électron? Plutôt celle qui se trouve sur la couche externe, non ?

Si vous dîtes n a qu'à remplacer la charge du noyau Z par la charge effective z*, alors là on fait Z* = Z, or vous faites Z* < Z... l0 Je n'ai pas compris.

De plus, pouvez-vous m'expliquer pourquoi Z* au carré ? (pourquoi au carré) ?

Je vous remercie encore une fois.

[moco]

Z n'est pas au carré. C'est la charge de l'électron, e, qui est au carré.

C'est plus facile à expliquer si je parle d'électron .. lointain. Mais ce calcul est valable pour tous les électrons, bien sûr !

Dans le cas du carbone, Z = 6. S'il était seul dans l'atome, il serait attiré par le noyau avec une force 6e²/r. Mais, dans un atome complet, un tel électron est globalement attiré par une force qui n'est pas -6e²/r, mais peut-être 2e²/r ou 3 e²/r seulement, à cause d'effet écran des autres électrons.
Dans cet atome Z* = 2 (ou 3, je ne sais pas exactement, mais là n'est pas l'important)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite57b7a867]

un tel électron est globalement attiré par une force qui n'est pas -6e²/r, mais peut-être 2e²/r ou 3 e²/r seulement, à cause d'effet écran des autres électrons.

Justement, je ne sais pas qu'est-ce que c'est l'effet d'écran. J'ai beau cherché sur internet, mais semble-t-il un peu compliqué, je ne pige rien.
Quel est le rôle de l'effet d'écran?

Merci

[moco]

Quand il y a trop de soleil, on met un parasol, ou on porte des lunettes de soleil, pour diminuer un peu l'éclairage. Le parasol fait écran.
De même dans l'atome, l'électron voit l'attraction du noyau diminuée par l'interposition d'un écran que forment les autres électrons, lesquels repoussent notre électron, donc diminue l'attraction du noyau.