Z_eff≈Z−S

Miért nem egyszerűen Z?

Az effektív magtöltés azt fejezi ki, mekkora nettó pozitív vonzást érez egy elektron a több-elektronos atomban a valódi +Ze magtöltés és a többi elektron árnyékoló hatásának eredőjeként. Közelítően Z eff =Z−S.

Egy külső elektron vonzódik a maghoz, de közben taszítják a többi elektronok. A belső elektronok részben csökkentik a külső elektron által érzékelt nettó vonzást. Ezért egy nátrium vegyértékelektronja nem úgy viselkedik, mintha árnyékolás nélkül +11 töltésű pontmagot látna.

S nem egyszerűen a belső elektronok száma. Az elektroneloszlás átfedése, az orbitál típusa és a behatolás is számít. Slater-szabályok például empirikus közelítést adnak S becslésére, de pontos kvantumkémiai számításban az effektív potenciál összetettebb.

Balról jobbra Z nő, miközben az új elektronok többnyire ugyanabba a főhéjba kerülnek, ezért az árnyékolás nem kompenzálja teljesen a magtöltés növekedését. Z eff általában nő, ami hozzájárul az atomsugár csökkenéséhez és az ionizációs energia emelkedéséhez.

Új főhéjak jelennek meg, a külső elektron távolabb kerül és erősebben árnyékolt. A magtöltés ugyan nő, de a távolság és az árnyékolás miatt a vegyértékelektron kötése gyakran gyengül, ami például az alkálifémek ionizációs energiájának csökkenésében látható.