有效核電荷

對於多電子原子，核外的一個電子不僅僅受到原子核的吸引，而且還受到其餘電子的排斥作用，必定會抵消原子核對該電子的吸引，此電子實際受到的核電荷比原子序數（Z）小。電子實際受到的核電荷稱為有效核電荷，用Z*表示，Z*=Z-σ。其中，Z為核電荷數，σ為屏蔽常數，通常近似於非價電子數，可用斯萊特法則近似計算。

以第n層電子為研究對象：（n+1）層及更外層電子的屏蔽常數為零，即σ_外=0；

同層電子之間取0.35，即σ_n=0.35（但第一層電子之間σ_第一層=0.3）。

（n一1）層對n層電子的屏蔽常數σ_n-1=0.85；

（n一2）層及更內層電子的屏蔽常數為1，即σ_n-2=1

總的屏蔽常數σ_總為其餘電子對指定電子屏蔽常數之和。

例：對氦原子₂He，作用在某一個1s電子上的有效核電荷數：

Z*=Z-σ=2-0.3=1.7。

對鈉原子₁₁Na，電子分佈是2，8，1。

作用在第一層某一個電子上的有效核電荷數：

Z*=11-0.3=10.7。

作用在第二層某一個電子上的有效核電荷數：

Z*=11-2×0.85-7×0.35=6.85。

作用在第三層那一個電子上的有效核電荷數：

Z*=11-2×1-8×0.85=2.2。

由此可見，雖然核電荷數是11，但由於其餘電子的屏蔽作用，有效核電荷數差別很大。越外層的電子，其有效核電荷數越小，易於擺脱自身原子的束縛而離去或發生化學反應時參與成鍵。

有效核電荷隨着原子序數的遞增，有效核電荷呈週期性變化，如圖1：

從圖中可以看出：

1、有效核電荷隨原子序數的增加而增加，呈現週期性變化。

2、同一週期的主族元素，從左到右，隨着原子序數的增加Z*明顯增加；而副族元素的Z*增加得不明顯。

3、同族元素，自上而下，雖然核電荷數增加較多，但上下相鄰元素的原子序數增加1個電子層屏蔽作用增大，導致有效電荷增加不多。 ^[1] 

有效核電荷的大小，反映了核對電子的約束能力，故與電子能量有關。核對電子的約束愈強，則電子的活動性就愈小，即電子的能量愈小。反之，核對電子的約束愈弱，則電子的活動性就愈大，即電子的能量愈大。電子的能量E與有效核荷的關係如下：

根據電子能量與有效核電荷的關係，可以説明多電子原子中同一電子層的電子能級的分裂。 ^[2]