Kärnans fulla laddning och den upplevda
En kärna med Z protoner har laddningen +Ze. Men en valenselektron befinner sig samtidigt i det elektriska fältet från andra elektroner, som delvis skärmar kärnans attraktion. Därför används Z_eff som en praktisk beskrivning av nettot av kärnattraktion och elektron–elektron-repulsion.
Varför Z_eff inte bara är Z minus antal inre elektroner
Elektronmoln överlappar och olika orbitaler penetrerar olika nära kärnan. En 2s-elektron kan exempelvis tillbringa mer tid nära kärnan än en 2p-elektron. Skärmning är därför inte perfekt och varje elektron bidrar inte exakt med en enhet till en enkel subtraktion.
Trend över en period
När man går från vänster till höger i en period ökar protonantalet medan nya elektroner huvudsakligen läggs i samma huvudskal. Skärmningen ökar, men inte lika mycket som kärnladdningen. Z_eff för valenselektroner tenderar därför att öka, vilket bidrar till mindre atomradie och högre jonisationsenergi.
Trend nedåt i en grupp
Nedåt i en grupp tillkommer nya elektronskal. Valenselektronerna ligger längre från kärnan och skärmas av fler inre elektroner. Även om Z ökar kraftigt blir den direkta attraktionen på de yttersta elektronerna därför inte proportionellt större.
Kärnans fulla laddning och den upplevda
Slaterregler ger enkla empiriska uppskattningar av skärmningskonstanter och Z_eff. Mer avancerade kvantkemiska beräkningar behandlar elektronkorrelation och orbitaler mer realistiskt. Z_eff ska därför ses som ett användbart begrepp, inte som ett unikt exakt mätvärde för varje elektron.
Elektronmoln överlappar och olika orbitaler penetrerar olika nära kärnan. En 2s-elektron kan exempelvis tillbringa mer tid nära kärnan än en 2p-elektron. Skärmning är därför inte perfekt och varje elektron bidrar inte exakt med en enhet till en enkel subtraktion.