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有効核負荷の概念、計算方法および例
の 実効原子力 （Ｚｅｆ）は、スクリーニングおよび侵入の効果によって減少した後に、電子が核に及ぼす引力である。そのような影響がなければ、電子は実際の核電荷Zの引力を感じるだろう。.
下の画像では、架空の原子に対するボーア原子モデルがあります。その原子核は核電荷Z = + nを持っており、それは周りを周回する電子（青い円）を引き付けます。 2つの電子が原子核に近い軌道にあり、3つ目の電子はこの原子からより離れたところにあることがわかります。.
3番目の電子は他の2つの電子の静電反発力を感じながら周回するので、原子核はより少ない力でそれを引きつけます。つまり、核と電子の相互作用は、最初の2つの電子の遮蔽の結果として減少します。.
すると、最初の2つの電子は電荷+ nの引力を感じるが、3番目の電子は代わりに+（n-2）の実効核電荷を経験する。.
しかし、Zefは、すべての電子の原子核までの距離（半径）が常に一定で定義され、それらの負電荷（-1）の位置が特定されている場合にのみ有効です。.
索引
- 1コンセプト
- 1.1浸透とスクリーニング効果
- 2計算方法?
- 2.1スレーターの規則
- 3例
- 3.1ベリリウム中の2s2軌道の電子についてZefを決定
- 3.2蛍光体3軌道中の電子に対するZefの決定
- 4参考文献
コンセプト
陽子は化学元素の核を定義し、電子は一連の特性（周期表のグループ）内でそれらの同一性を定義します。.
陽子はn + 1の割合で核電荷Zを増加させるが、これは原子を安定化させるための新しい電子の追加によって補償される。.
陽子の数が増えると、核は動的な電子の雲によって「覆われ」、その中をそれらが循環する領域は波動関数の半径方向部分と角度部分の確率分布によって定義されます。軌道）.
このアプローチから、電子は原子核の周りの空間の定義された領域を周回しませんが、あたかもそれらが急速に回転しているファンの羽根であるかのように、既知の軌道s、p、dおよびfの形状にフェードイン.
このため、電子の負電荷-1は軌道を貫通する領域によって分配されます。貫通効果が大きければ大きいほど、電子が軌道内で経験するであろう実効核電荷が大きくなる.
浸透とスクリーニング効果
前述の説明によると、内層の電子は外層からの電子の安定化反発力に−１の電荷を与えない。.
しかし、この核（以前は電子で満たされていた層）は、核の引力が外側の電子に到達するのを防ぐ「壁」として機能します。.
これはスクリーン効果またはスクリーニング効果として知られています。また、外層のすべての電子が同じ大きさの影響を受けるわけではありません。例えば、それらが高い貫通性を持つ軌道を占有している（つまり、それが核や他の軌道に非常に近いところを通過する）場合、それはより大きなZefを感じるでしょう。.
結果として、軌道に対してこれらのZefに基づく次数のエネルギー安定性があります。 これは、2p軌道が2s軌道よりも高いエネルギー（中心電荷による安定化が低い）を持つことを意味します。. 軌道によって及ぼされる貫通の効果がより低いほど、残りの外部電子に対するそのスクリーン効果はより低くなる。 d軌道とf軌道は、原子核が他の電子を引き付ける多くの正孔（節点）を示しています。. 負電荷が存在すると仮定すると、任意の電子に対してZefを計算するための式は次のようになります。 Zef = Z - σ 上記式において、σは核電子によって決定される遮蔽定数である。これは、理論的には、最も外側の電子が内部電子の遮蔽に寄与しないためです。つまり、12 電子を遮蔽する1, しかし2秒1 Zを1s電子に遮蔽しない2. 上記の効果を無視してZ = 40の場合、最後の電子は1に等しいZefを経験するでしょう（40-39）。. スレーターの法則は、原子内の電子に対するZef値の良い近似です。それを適用するには、以下のステップに従う必要があります。 1-原子（またはイオン）の電子配置は、次のように書く必要があります。 （1s）（2s 2p）（3s 3p）（3d）（4s 4p）（4d）（4f）... 2-考慮されているものの右側の電子は遮蔽効果に寄与しない. 3-同じグループ内にある電子（括弧でマークされている）は、それがグループ1sでない限り、電子の電荷の0.35に寄与し、その場所にある。. 4-電子がsまたはp軌道を占める場合、すべてのn-1軌道は0.85、すべての軌道はn-2単位に寄与します。. 5-電子が軌道dまたはfを占有している場合、その左側にあるものすべてが1つの単位に寄与する. Slaterの表現モードに従うと、Be（Z = 4）の電子配置は次のようになります。 （1秒2（2秒）22p0） 軌道にあるように2つの電子があり、これらのうちの1つは他のものの遮蔽に寄与し、そして1s軌道は2s軌道のn-1です。それから、代数和を展開すると、次のようになります。 （0.35）（1）+（0.85）（2）= 2.05 0.35は2s電子に由来し、0.85は1sからの2つの電子に由来します。さて、Zefの公式を適用します。 Zef = 4 - 2.05 = 1.95 これはどういう意味ですか？それは2s軌道の電子が2 彼らは実際の+4の電荷の代わりに+1.95の電荷を経験して核に引き寄せます。. もう一度、前の例のように続けます。 （1秒2（2秒）22p6（3秒）23p3） 今代数和はσを決定するために開発されます： （、35）（4）+（0.85）（8）+（1）（2）= 10.2 だから、ZefはσとZの違いです。 Zef = 15-10.2 = 4.8 結論として、最新の3p電子3 彼らは、本物のものよりも3倍弱い電荷を経験する。この規則によれば、3s電子2 同じZefを経験し、その結果についての疑問を引き起こす可能性があります. ただし、実際の値の計算値を概算するのに役立つSlaterルールへの変更があります。.それを計算する方法?
スレーターの支配
例
2s軌道電子に対するZefの決定2 ベリリウム中
3p軌道の電子のZefを決定する3 リンの
参考文献