La Ciencia

REGLAS DE SLATER

La fuerza de atracción que ejerce el núcleo sobre un electrón se relaciona con la llamada carga nuclear efectiva y que se expresa como:

Z* = Z - δ

donde: Z* es la carga nuclear efectiva, Z la carga nuclear y δ es la constante del efecto pantalla.

Las reglas de Slater son un conjunto de reglas empíricas usadas para calcular el valor del efecto de pantalla de electrones situados en orbitales ns o np (n es el nivel de energía).

Para usarlas, primero debe escribirse la configuración electrónica del átomo y luego agrupar los subniveles de energía en el siguiente formato (que no sigue el Principio de Construcción de Aufbau):

(1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d, 4f) (5s, 5p) ….

Para calcular δ para un electrón en un orbital ns o np:

1. Los electrones de cualquier grupo que esté a la derecha del grupo (ns,np) no contribuyen en nada al efecto pantalla.

2. Cada uno de los electrones en el mismo grupo (ns, np) ejerce un efecto de pantalla sobre el electrón considerado, con un valor de 0,35.

3. Cada uno de los electrones de la capa anterior (n-1) ejerce un efecto de pantalla sobre el electrón considerado, con un valor de 0,85.

4. Todos los electrones de las capas internas (n-2) apantallan completamente, es decir su contribución es de 1,00 cada uno.

Para calcular δ para un electrón en un orbital (n-1)d las reglas 3 y 4 se modifican en una sola, regla 5:

5. Todos los electrones en grupos a la izquierda del grupo (n-1)d o (n-2)f contribuyen al efecto pantalla con una magnitud de 1,00.

Ejercicio resuelto.

Calcular la carga nuclear efectiva sobre un electrón 3p en el átomo de Cl.

Cl Z =17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Agrupemos los electrones en los grupos correspondientes:

[1s2 ] [2s2 2p6 ] [3s2 3p5 ]

Regla 1 Los electrones de cualquier grupo que esté a la derecha del grupo (ns,np) no contribuyen en nada al efecto pantalla.

En este caso no hay electrones más externos que el 3p analizado.

Regla 2 Cada uno de los electrones en el mismo grupo (ns, np) ejerce un efecto de pantalla sobre el electrón considerado, con un valor de 0,35.

En este caso, hay 6 electrones en el mismo grupo, entonces:

0.35 × 6 = 2.1

Regla 3 Cada uno de los electrones de la capa anterior (n-1) ejerce un efecto de pantalla sobre el electrón considerado, con un valor de 0,85.

Existen 8 electrones en la capa anterior, entonces:

0.85 × 8 = 6.8

Regla 4 Todos los electrones de las capas internas (n-2) apantallan completamente, es decir su contribución es de 1,00 cada uno.

En este caso, hay 2 electrones, entonces:

1 × 2 = 2

Ep = 2.1 + 6.8 + 2 = 10.9

Z* = Z – Ep

Z* = 17 – 10.9 = 6.1

...