Apantallamiento y Carga Nuclear Efectiva - Contenido educativo
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Explicación de la carga nuclear efectiva y el efecto de acompañamiento en los átomos para explicar el tamaño atómico, según los desplazamos por la tabla periódica.
Hola, buenas tardes. Pues voy a hacer un vídeo para que lo tengáis subido al aula virtual
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y tengáis acceso a él de una forma sencilla, que habla sobre un tema un poco complicado
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que es el tema del apantallamiento y la carga nuclear efectiva, porque como ya sabéis
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es una de las causas principales por las que puede variar el tamaño de los átomos
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según avanzamos en el grupo o según avanzamos en el periodo.
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Voy a saltarme algunas aclaraciones sobre que, por ejemplo, que al avanzar en el grupo
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vamos a aumentar el número de capas porque todo ese tema yo creo que ha quedado bastante claro
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y voy a centrarme única y exclusivamente en el tema del apantallamiento y de lo que es la carga nuclear efectiva.
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Bueno, pues la carga nuclear efectiva va a ser la carga nuclear o la carga real que va a notar el electrón que se encuentra en la parte más externa de cualquier átomo.
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esta carga o esta atracción no la podemos llamar carga nuclear
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sino que la tenemos que poner como el apellido de efectiva
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ya que entra en juego el tema del apantallamiento
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la carga en general se simboliza con la letra Z
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pero la carga nuclear efectiva para distinguirla de la carga digamos normal
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la vamos a llamar Z asterisco, y esta va a ser igual a lo que es la carga real menos el efecto del apantallamiento, que lo vamos a denominar con la letra A.
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Esto va a ser lo principal que vamos a tener en cuenta a la hora de realizar la explicación de la variación del radio atómico.
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realmente podríamos calcular con números reales esta carga nuclear efectiva
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pero no es algo que entra dentro de nuestro temario
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pero bueno me veo un poco obligado a explicaroslo para que tengáis un poco idea de cómo funciona
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os he puesto tres ejemplos porque vamos a estudiar cómo varía este efecto
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a medida que avanzamos en el periodo, es decir, vamos de acá para allá.
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Esto lo vamos a llamar avanzar en el periodo.
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Y nunca, en ninguno de los casos, lo vamos a llamar ir de izquierda a derecha.
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Bueno, pues lo primero que he puesto aquí son tres elementos, tres átomos distintos
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que están en el mismo periodo, que es en el periodo 3, y el primero he elegido el magnesio.
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Vale, aquí he dibujado el átomo de magnesio, ¿vale? Con los niveles 1, 2 y 3. Estos tres niveles he dibujado en cada uno de ellos en estas órbitas, entendiendo que realmente los electrones no se encuentran en órbitas sino en orbitales, pero nos va a ayudar a realizar este tipo de modelos para entender el efecto del apantallamiento.
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Vale, el apantallamiento, este efecto pantalla nos lo van a dar los electrones, en este caso, a ver un momentillo, estos electrones de aquí, los electrones internos, este, este que están en la capa 1 o todos estos electrones internos.
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Y todos van a hacer un efecto pantalla al electrón más externo.
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Ahora mismo, claro, tenemos este y este de aquí.
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Pero vamos a fijarnos en uno solo, por ejemplo, en este electrón de aquí, ¿vale?
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Y a ver qué efecto le causa que haya electrones internos en las campas internas.
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Bueno, incluso este electroncillo de aquí, ¿vale? Que es el otro electrón que comparte en la capa, ¿vale? Este electrón que os he señalado aquí, ¿vale? Con un cuadradito, me siente una atracción respecto al protón que es esta parte de aquí, ¿vale?
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que si solo estuviese ese electrón y ese protón, se sentirían atraídos porque tienen distinto signo.
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Pero hay electrones internos y esta existencia de estos electrones internos,
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que obviamente tienen el mismo signo, que es el signo negativo, van a hacer un efecto pantalla.
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Es decir, van a retirarlo un poquito hacia afuera y no va a sentir esa atracción real.
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Esto que hemos visto aquí, de la atracción que siente aquí Z, habría que restarle el efecto pantalla y nos daría la carga nuclear efectiva, es decir, la carga que sufre ese electrón, esa atracción.
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Vale, entonces claro, estos electrones internos que están rodeados en naranja van a provocar un efecto pantalla haciendo que no se atraiga tanto ese electrón respecto al núcleo que he pintado de color rojo.
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Esos electrones internos podemos suponer que hacen un efecto de apantallamiento con un valor, por ejemplo, de 1 por cada uno de los electrones.
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Claro, aquí hay 2 y 2, 4 y 6, 10. Por tanto, va a sufrir un efecto pantalla de menos 10.
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Estos números que os estoy poniendo son números completamente arbitrarios y sin ninguna unidad.
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Pero es que no hace falta poner ni números reales ni una unidad para entender el efecto del avantallamiento.
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Por tanto, se podría decir que este electrón sufre un efecto Z menos 10 por esos 10 electrones internos,
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pero habría que tener en cuenta un electrón más que está en la misma capa, que es este electroncito aquí que estoy señalando en azul.
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Por tanto, ese electrón también lo tenemos que tener en cuenta.
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Claro, no es un electrón que esté en la capa interna.
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Por tanto, al estar en la misma capa, va a suponer un efecto de apantallamiento menor que el que provocan los electrones internos.
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Ya que hemos puesto un número 1 por cada uno de los electrones que hay internos,
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suponiendo que ese es el efecto de apantallamiento que hace que sufra ese electrón naranja recuadrado que he pintado ahí,
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el electrón azul, que está en la misma capa, va a suponer un efecto de apantallamiento menor.
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Podemos ponerle, por ejemplo, para que sea más sencillo, de 0,5.
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Por tanto, la carga nuclear efectiva que sufre el electrón más externo del magnesio
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va a ser la carga del protón menos 10,5.
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¿De acuerdo? Por tanto, va a estar atraído. Solamente le vamos a poder restar ese número, 10,5. ¿De acuerdo?
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Vale. Vamos a pasar, una vez entendido el átomo de magnesio, al siguiente átomo, que es el elemento que está justo con un número Z después del magnesio, que es el 13, que es el aluminio.
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Vale, el aluminio tiene los mismos electrones internos que tiene, ¿cuál era el magnesio? Pues este, este, este, este, bueno, etcétera, etcétera, todos estos, ¿vale?
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Por tanto, el número, si era este electrón de aquí, el que nos estábamos fijando, su carga nuclear efectiva va a ser la carga nuclear normal menos 10 y menos el efecto de apantallamiento que sufre por los dos electrones que tiene en su misma capa.
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Ahora hay un electrón más, entonces ya no podemos restar 0,5, tenemos que restar dos veces 0,5, que obviamente es 1.
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Así que la carga nuclear efectiva del electrón más externo del aluminio va a ser Z menos 11.
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Por tanto, va a estar este electrón ligeramente más atraído.
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¿De acuerdo?
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Si nosotros tuviésemos en cuenta que ahora tenemos en el silicio un electrón más, si nos estamos fijando en este de aquí, tenemos este, este y este, ocurriría lo mismo de tal manera que nos daría z menos 10 menos 0,5 por 3.
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Es decir, que la carga nuclear efectiva va a ser Z menos 11,5, ¿de acuerdo?
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En este caso, si nosotros tuviésemos en cuenta que por cada protón es una carga positiva y por cada electrón es una carga negativa,
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podríamos continuar con esta pequeña operación
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sabiendo que Z va a traer de la misma manera que los electrones van a repeler
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porque aquí ya no vamos a tener en cuenta el tamaño de estas partículas subatómicas
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sino solamente el signo
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y el signo del protón es más uno y el signo del electrón es menos uno
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De este modo, Z para el magnesio, Z me refiero a Z asterisco, a la carga nuclear efectiva, si lo sustituyo por el número Z real, claro, va a ser 12 menos 10,5.
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12 menos 10,5 es 1,5. Esta sería la carga nuclear efectiva del magnesio.
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La carga nuclear efectiva del aluminio va a ser 13 menos 11 y 13 menos 11, por esa misma razón de antes, va a ser 2.
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Del mismo modo, el silicio tendría una carga nuclear efectiva de 14 menos 11,5, es decir, 2,5.
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Claro, de este modo podemos observar que cuando tenemos, a ver un momentito, vamos a señalarlo así, por ejemplo, cuando tenemos un electrón más y un protón más, claro, a medida que avanzamos en el periodo, la carga nuclear efectiva va aumentando.
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¿Por qué? Porque, en definitiva, el efecto de apantallamiento va a ser cada vez un poquito más pequeño, debido a que aumentamos un electrón dentro de la misma capa.
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O sea, los electrones que están en las capas internas es el mismo número. Se mantiene porque nos estamos desplazando, como viene puesto aquí, en el periodo. ¿De acuerdo? Así que a medida que avanzamos en el periodo, el tamaño debe disminuir.
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De acuerdo, así que bueno, espero que con esto os haya quedado claro el efecto de apantallamiento y la carga nuclear efectiva. En ninguno de los casos es necesario hacer este tipo de operaciones en los ejercicios que hagamos en clase, en los exámenes y desde luego tampoco en selectividad.
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Es verdad que se puede añadir, pero es un nivel bastante más superior del que se pide en general.
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No obstante, yo quería que quedase claro, aunque sea explicándolo con un poquito más de nivel,
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cómo funciona el efecto de apantallamiento y carga nuclear efectiva.
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Espero que os haya servido este vídeo.
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- Idioma/s:
- Materias:
- Química
- Niveles educativos:
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- Bachillerato
- Primer Curso
- Segundo Curso
- Autor/es:
- Javier Paris
- Subido por:
- Javier P.
- Licencia:
- Todos los derechos reservados
- Visualizaciones:
- 15
- Fecha:
- 10 de noviembre de 2025 - 18:20
- Visibilidad:
- Clave
- Centro:
- IES ANTONIO FRAGUAS "FORGES"
- Duración:
- 14′ 56″
- Relación de aspecto:
- 0.69:1
- Resolución:
- 1640x2360 píxeles
- Tamaño:
- 356.14 MBytes
