Kaj je zaščitni učinek?

Izraz “zaščitni učinek” se nanaša na zmanjšanje privlačnosti med elektroni in jedrom v atomu. Elektrone zelo privlači jedro, ker imajo negativen naboj, jedro pa vsebuje protone, ki imajo pozitiven naboj. Ko so dodatni elektroni prisotni v različnih orbitah, se elektroni med seboj nekoliko odbijajo. Ta odbojna sila deluje proti sili privlačnosti jedra in zmanjša privlačnost med elektroni in jedrom.

Elektrone v atomu lahko najdemo v več orbitah. Prva orbita lahko vsebuje skupaj dva elektrona. Dodatne orbite vsebujejo različno število elektronov, pri čemer je najbolj oddaljena orbita znana kot valenčna orbita. Učinek zaščite elektronov se nanaša predvsem na valenčne elektrone. Elektroni, ki jih najdemo v notranjih orbitah, bodo zaščitili privlačno silo iz jedra.

Položaji elektronov pojasnjujejo, koliko zaščite se pojavi. Elektroni v prvi orbiti, imenovani S elektroni, so najmanj zaščiteni, ker so najbližje jedru. Elektroni v drugi orbiti, orbiti P, so nekoliko bolj zaščiteni. Elektroni v tretji orbiti, orbiti D, so bolj zaščiteni kot v orbiti P. Zato je več elektronov v atomu, večja je oddaljenost od jedra in večje je zmanjšanje privlačnosti.

Moč ščitnih učinkov je mogoče oceniti z uporabo periodične tabele. Konfiguracije elementov v tabeli zagotavljajo posebne periodične trende, ki so povezani s tem učinkom. Vsaka vrstica tabele se nanaša na novo raven elektronov, pri čemer imajo spodnje vrstice največ ravni, zgornja vrstica pa samo eno raven. To pomeni, da je učinek večji pri elementih, ki se nahajajo na dnu tabele.

Močan učinek ščita bo vplival na enostavnost odstranjevanja elektronov, kar je znano kot ionizacijska energija. Elektrone na prvi orbiti je zelo težko odstraniti, ker morajo preiti elektrone na vseh drugih orbitah. Elektrone na zunanjih orbitah je zelo enostavno odstraniti v kemičnih reakcijah in procesih, ker ni drugih elektronov, ki bi blokirali pot. Kadar ima atom en elektron manj kot običajno ali en elektron več, se imenuje ion.

Zaščita je pomembna kemična lastnost, v kovinah pa ima pomembne funkcije v trdnem stanju. Ta učinek se uporablja v kovinah za zmanjšanje elektrostatičnih polj v polprevodnikih. Prav tako zmanjša velikost vseh električnih polj, ki nastanejo v kovini. Električna polja imajo naboj in razdaljo in večji kot je ščit, krajše je polje.