3.2 Carga nuclear efectiva y re-actividad

Carga nuclear efectiva y re actividad

z* Junto con la distancia del e al núcleo (ley de Coulumb) son las responsables de la atracción que sufre el e y, por lo tanto, de la reactividad de los átomos.
Los metales serán tanto mas reactivos cuando pierdan los e con mayor facilidad. Cuanto menor Z* y mayor distancia al núcleo.
Los no-metales seran mas reactivos cuando los e que entren sean mas , atraídos A mayor Z* y menor distancia al núcleo. 

La carga nuclear efectiva puede calculase según las reglas de Slater, quien las formulo en 1920:

1. Los electrones ubicado en un orbital de mayor nivel contribuyen en 0 (para la sumatoria que da como resultado la constante de apantallamiento s)
2. Cada electrón en ele mismo nivel contribuyen en 0.35 ( excepto si el nivel es 1s, que resta 0.30)
3. Electrones en el nivel inmediato inferior, están en orbitales  s  o  p contribuyen en 0.85, si son de orbitales d  o  f contribuyen en 1.0  cada uno .
4. Electrones por debajo del nivel inmediato inferior, contribuyen en 1.0, cada uno.

Entonces para calcular la carga nuclear efectiva, primero, situamos los electrones del átomo en sus orbitales atómicos:
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, etc.

Luego, para calculo de la carga nuclear efectiva sobre un electrón determinado., debemos calcular s y para ello tomamos en consideración los electrones que se encuentran en niveles de energía inferiores o iguales, que son los que causan apantallamiento del mismo, como indica la tabla siguiente, según las reglas de Slater:

Entonces, por ejemplo para calcular la carga nuclear efectiva sobre un electrón 4s del átomo de Zinc (numero atómico 30), primero debemos ubicar los electrones en  los orbitales atomicos correspondientes:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2

Luego calcular el valor que cada electrón del mismo nivel y de niveles inferiores va a restar a la carga nuclear total, esto es, segun la tabla de arriba:
1 electron en el nivel 4s.......... resta 0.35
8 electrones en el nivel 3s y 3p..........restan 0.85 cada uno
10 electrones en el nivel 3d..........restan 1.0 cada uno
8 elctrones en el nivel 2s y 2p..........restan 1.0 cada uno.
2 electrones en el nivel 1s..........restan 1.0 cada uno

Entonces calculamos s:
s=(1.035)+(20.1)+(8.085)=27.15
La carga nuclear efectiva para un electron del orbital 4s de Zinc seria
Zef= 30-27.15= 2.85
Este calculo es sencillo, aunque no es exacto, dado a que Slater considero los electrones de orbitales s y p con el mismo valor, lo que no es exactamente asi.