Ефективен ядрен заряд
Електронът в многоелектронен атом не усеща целия гол ядрен заряд Z. Другите електрони екранират част от привличането, затова ефективният заряд зависи и от разглежданата орбитала.
Основна идея и определение
Zeff=Z−S е модел, който разделя ядреното привличане и електронното екраниране. S не е една константа за целия атом, защото различните орбитали имат различно радиално разпределение.
Zeff = Z − S е полезен модел
Това е следствие от модела, а не отделно правило за запаметяване. Величините трябва да се запишат явно и да се проверят единиците и физичният граничен случай.
Zeff обикновено расте през периода
Смисълът е най-ясен, когато символното отношение се свърже с електронната или ядрената структура, която действително се променя. Тенденция без механизъм лесно се прилага погрешно.
d и f електроните екранират слабо
При изчисление знакът и референтното състояние се определят преди заместването на числа. Така един символ не получава две различни физични роли.
Механизъм и количествен модел
Проникването обяснява приблизителния ред s>p>d>f. s-орбиталата има плътност близо до ядрото, така че електронът по-често е вътре в други електронни облаци и усеща по-голям Zeff.
Екранирането S зависи от орбиталата
Връзката е добра проверка за съгласуваност: резултатът трябва да спазва законите за запазване, допустимите квантови състояния и правилния порядък.
Надолу по група растат и Z, и екранирането
Среден модел може да описва тенденция, без да е пряко измерване на една локална величина. Това е важно при многоелектронни системи.
Лантанидното свиване показва слабо f-екраниране
Доброто обяснение отделя причина от корелация. Мястото в периодичната таблица показва модела, а орбиталната структура и екранирането дават механизма.
Какво показват измерванията и изчисленията
През периода Z расте, но новите валентни електрони се екранират взаимно непълно. Zeff затова обикновено расте. Надолу по група новите слоеве увеличават разстоянието и екранирането.
Проникването е приблизително s > p > d > f
Освен идеалния модел трябва да се знае какво променя експеримента: възбудени състояния, среда, ефективност на детектора или многочастични ефекти.
Правилата на Слейтър дават оценка
Сравнението със съседен случай показва дали промяната идва от Z, n, сдвояване, проникване или друг механизъм.
Zeff не е една измерима константа за целия атом
Това е следствие от модела, а не отделно правило за запаметяване. Величините трябва да се запишат явно и да се проверят единиците и физичният граничен случай.
Ограничения и връзки
Правилата на Слейтър дават оценка: за Na 3s, S≈8,80 и Zeff≈2,20. Това е полезен модел за тенденции, но пълната многоелектронна вълнова функция съдържа повече информация.
Електрони в един слой екранират непълно
Смисълът е най-ясен, когато символното отношение се свърже с електронната или ядрената структура, която действително се променя. Тенденция без механизъм лесно се прилага погрешно.
Na 3s: S≈8,80 и Zeff≈2,20
При изчисление знакът и референтното състояние се определят преди заместването на числа. Така един символ не получава две различни физични роли.
Решени примери
Задача 1
Na 3s: Z=11 и S=8,80. Изчисли Zeff.
Решение
Zeff=11−8,80=2,20.
Задача 2
Z=17 и S=10,5. Изчисли Zeff.
Решение
Zeff=17−10,5=6,5.
Задача 3
Защо 3s обикновено прониква повече от 3p?
Решение
3s има електронна плътност по-близо до ядрото и усеща по-малко средно екраниране.
Zeff=Z−S е модел, който разделя ядреното привличане и електронното екраниране. S не е една константа за целия атом, защото различните орбитали имат различно радиално разпределение. Проникването обяснява приблизителния ред s>p>d>f. s-орбиталата има плътност близо до ядрото, така че електронът по-често е вътре в други електронни облаци и усеща по-голям Zeff. През периода Z расте, но новите валентни електрони се екранират взаимно непълно. Zeff затова обикновено расте. Надолу по група новите слоеве увеличават разстоянието и екранирането. Правилата на Слейтър дават оценка: за Na 3s, S≈8,80 и Zeff≈2,20. Това е полезен модел за тенденции, но пълната многоелектронна вълнова функция съдържа повече информация.