Efektīvais kodola lādiņš
Efektīvais kodola lādiņš Zₑff raksturo tīro pievilkšanas spēku, ko konkrēts elektrons jūt no kodola daudzelektronu atomā. Modelis Zₑff = Z − S atdala īsto kodola lādiņu Z no ekranēšanas S, taču Zₑff ir atkarīgs no orbitāles un nav viens tieši izmērāms “atoma lādiņš”. Salīdzinājumos vienmēr jānorāda, kurš elektrons vai orbitāle tiek aplūkota, jo iekšējā un valences elektrona ekranēšana vienā atomā būtiski atšķiras.
No kodola lādiņa līdz tīrajai pievilkšanai
Z un Zₑff. Ūdeņradī nav citu elektronu. Daudzelektronu atomā katru elektronu pievelk kodols un vienlaikus atgrūž pārējie elektroni.
Iekšējais elektrons. Iekšējie elektroni daudz laika atrodas kodola tuvumā un ir mazāk ekranēti, tāpēc jūt lielu tīro pievilkšanu.
Valences elektrons. Valences elektrons parasti ir tālāk un ārpus lielas iekšējā elektronu blīvuma daļas, tāpēc jūt daudz mazāku efektīvo lādiņu.
Iespiešanās
Pie līdzīga n s orbitāles iespiežas kodola tuvumā vairāk nekā p, d un f. Lielāka iespiešanās nozīmē vājāku ekranēšanu.
Periodiskā uzvedība
Pāri periodam
Z palielinās, bet jaunie valences elektroni parasti paliek tajā pašā galvenajā čaulā. Vienas čaulas elektroni ekranē nepilnīgi, tādēļ Zₑff parasti aug.
Lejup pa grupu
Parādās jaunas aizpildītas iekšējās čaulas, kas stipri ekranē ārējo elektronu un palielina valences orbitāles izmēru.
Saistība ar rādiusu
Lielāks Zₑff vienā galvenajā čaulā savelk valences elektronu blīvumu un parasti samazina atoma rādiusu.
Saistība ar jonizāciju
Stiprāka tīrā pievilkšana parasti palielina pirmo jonizācijas enerģiju, lai gan apakšlīmeņu enerģijas un elektronu pārošanās rada novirzes.
Mainiet vērtību — rezultāts atjaunojas uzreiz.
Novērtējums ar Sletera noteikumiem
Kas ir S
S ir citu elektronu ekranējošo ieguldījumu efektīva summa; dažādas čaulas un apakšlīmeņi nav vienlīdzīgi.
Na 3s piemērs
Na 3s elektronam Sletera noteikumi dod aptuveni S≈8,8 un Zₑff≈11−8,8≈2,2. Tas ir modeļa novērtējums, nevis tieši mērīta konstante.
Empīriski koeficienti
Koeficienti sarežģīto daudzelektronu sadalījumu pārvērš vienkāršā skaitīšanas shēmā. Tie ir noderīgi salīdzināšanai, bet neaizstāj kvantu ķīmijas aprēķinu.
Orbitāļu atkarība
3s, 3p un iekšējie elektroni vienā atomā atšķirīgas iespiešanās un ekranēšanas dēļ jūt atšķirīgu Zₑff.
Modeļa pārbaude
Spektri un enerģijas
Jonizācijas enerģijas, spektrālās līnijas un aprēķinātas orbitāļu enerģijas ļauj pārbaudīt, vai modelis pareizi apraksta elektronu saistījumu.
Nav vienīgais cēlonis
Zₑff sasaista daudzas periodiskās tendences, bet ķīmiju nosaka arī apakšlīmeņu enerģija, pārošanās, korelācija un ģeometrija.
Uzdevumi
Na 3s
Ja Z=11 un S=8,8, cik ir Zₑff?
Risinājums
Zₑff=2,2.
Pāri periodam
Kurš parasti jūt lielāku Zₑff — Na 3s vai Cl 3p?
Risinājums
Cl 3p, jo kodola lādiņš 3. periodā pieaug ātrāk nekā vienas čaulas ekranēšana.
4s un 4p
Kāpēc 4s var būt stiprāk stabilizēta nekā 4p?
Risinājums
4s vairāk iespiežas kodola tuvumā un tādēļ tiek mazāk ekranēta.