有效核電荷

有效核電荷是指在多電子原子中 ， 某一個電子所受的淨正電荷 。 這個概念是基於屏蔽作用理論而存在 ： 由於共同帶有負電荷的內外層電子之間存在排斥力 ， 內層電子 “ 阻擋 ” 了一部分外層電子與原子核之間的正負電荷吸引力 。 應用這個概念 ， 可以直接根據原子的氧化值判斷核電荷的強度 。 在單電子原子中 ， 電子受到原子核中全部正電荷的吸引 （ 即屏蔽作用不存在 ） 。 這種情況下 ， 有效核電荷可以直接應用庫侖定律計算 。 然而 ， 在多電子原子中 ， 處於外層的電子既受到正電荷的吸引 ， 同時也被處於內層帶負電荷的電子排斥 。 此時 ， 其中一個電子所受的有效核電荷可以用以下公式求得 ： 其中 Z是原子核中的質子數量 ， S是所研究的電子與原子核之間的電子 （ 即 ， 非價電子 ） 的平均數量 （ 考慮到電子的隨機運動 ， 價電子有一定可能進入 、 非價電子也有可能短暫離開這片區域 ） S 可以通過許多方法求得 ， 其中最簡單的一種被稱作 “ 斯萊特定則 ” （ 以化學家約翰 · C · 斯萊特命名 ） 。 另外 ， 道格拉斯 · 哈特里將哈特里 - 福克軌道的有效核電荷定義爲 ： 其中 <r> H 是氫原子的平均半徑 ， 而 <r> Z 是帶有Z個核電荷的原子中 、 所研究的軌道的平均半徑 。 備註 ： Zeff 也常被記作 Z *.