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屏蔽常數

鎖定
屏蔽常數是原子中其它電子對某一特定電子屏蔽核引力程度的量度。
中文名
屏蔽常數
外文名
screening constant
範    疇
原子中的一個量度

目錄

屏蔽常數引出

根據量子力學中心力場模型,多電子原子中某單電子i的近似原子軌道
對應能級
可表示為:
同時引入屏蔽效應和屏蔽常數、有效核電荷有效主量子數等概念。Slater於1930年,提出一套判定
大小的規則,曾得到廣泛應用。之後,許多人從不同角度討論它,通過不同途徑修正它。後來確定了的
值大小的規則,即不下十餘種。概括起來可分為兩類:
第一類以Slater、徐光憲為代表,他們先後對光譜實驗結果進行分析總結,得到Slater規則和徐光憲規則。
第二類的代表是shibuya,他修正Slater軌函數為目的,認為有效量子數
的引入方便,仍採用主量子數
,通過量子力學的理論分析,給出一套屏蔽常數
的取值規則。
這兩類規則,對
的賦值有很大的不同。 [1] 

屏蔽常數近似賦值

斯萊特(Slater)經驗規則是最經典的近似地計算屏蔽常數的規則,其要點如下:
  1. 將原子中電子按下列順序分成若干軌道組:1S2、2S2 2P6;3S2 3P6、3d10;4S2 4P6、4d1-10、4f1-14;5S2 5P6……並註明每組電子數目,所有這些電子對原子中某一特定電子的屏蔽效應的總和,可用屏蔽常數的加和求算之。
  2. 分佈在特定電子外面的電子不發生屏蔽效應,即屏蔽常數 s=0。
  3. 在特定電子組的電子,除特定電子外,其它每個電子的屏蔽常數為0.35(1s 組電子的屏蔽常數為0.30。
  4. (n-1)層對(ns,np)層電子的屏蔽常數為0.85,對(nd),(nf)層電子的屏蔽常數為1.00
  5. 比(n-1)電子層更靠近原子核的各電子層中,每個電子的屏蔽常數為1.00。
  6. 如果特定電子是在d或f亞層中,則分佈在較低電子組中每個電子的屏蔽常數為1.00。
斯萊特規則的核心是通過有效核電荷
和有效主量子數
兩個經驗參數來計算多電子原子中某一指定原子軌道的能量。若知道了屏蔽常數,就可以計算有效核電荷以及多電子原子中各原子軌道的能量。 [2] 

屏蔽常數應用

計算原子的各級電離能
為了計算原子的各級電離能,通常採用Slater公式:
式中:Ik為相應於失去k電子的第K級電離能,Z為核電荷,ni'為i電子的有效主量子數,
為K價和K-1價正離子中各電子對i電子屏蔽常數之總和。 [3] 
解釋過渡元素的基電子組態和電離態
用屏蔽常數規律可以解釋過渡元素的基電子組態和電離態,例如鉻元素的基電組態是[Ar]3d54S1 [4] 
參考資料