Hartree‐Fock‐Slater Wave Functions and Magnetic Properties of Atoms and Ions
Authors: SAXENA K. M. S. , NARASIMHAN P. T. 
Published: September 2017

The nuclear magnetic shielding constants (σ) and diamagnetic susceptibilities (χ) of some atoms and ions have been calculated using Hartree‐Fock‐Slater (hfs) wave functions. With the shielding data for rare gas atoms a fourth‐order polynomial has been fitted for σhfs(Z) of neutral atoms. The calculated shielding values for the six sets of isoelectronic closed‐shell atoms and ions revealed that in a given isoelectronic series the shielding values vary linearly with respect to Z. It has been found possible to express the nuclear magnetic shielding values of all atoms and ions by the general formula (Z ± n) = σhfs(Z) ± n δ± (Z), where n is the magnitude of the charge on the atom or ion and δ±(Z) are the polynomials giving the variation of shielding with respect to n at a given Z value for the positive and negative ions, respectively. Using this relation the nuclear magnetic shielding for neutral atoms and singly‐, doubly‐ and triply‐charged ions with Z = 2 to 100 have been obtained. Our results on σhfs and χhfs compare favourably with other available calculations.

On a calculé les constantes d'écran magnétique nucléaire (σ) et les susceptibilités diamagnétiques (χ) de quelques atomes et ions à partir des fonctions d'onde de Hartree‐Fock‐Slater (hfs). Un polynôme de degré quatré a été adapté aux σhfs(Z) d'atomes neùtres avec des données d'écran pour des atomes de gaz nobles. Dans une série isoélectronique donnée les valeurs d'écran calculées varient d'une façn linéaire par rapport à Z. Il est possible d'exprimer les valeurs d'écran magnétique nucléaire de tous les atomes et les ions par la formule générale (Z ± n) = σhfs(Z) ± nσ± (Z), où n est la grandeur de la charge de l'atome ou l'ion et δ± (Z) sont des polynômes, qui décrivent la variation de l'effet d'écran par rapport à n à une valeur Z donnée, pour les ions positifs et négatifs, respectivement. Avec tette relation‐ci on a calculé les constantes d'écran magnétique nucléalre pour les atomes neutres et les ions à charges différentes avec Z = 2 et Z = 100. Nos résultats pour σhfs et χhfs sont d'accord avec d'autres calculs.

Die kernmagnetische Abschirmungskonstanten (σ), und die diamagnetische Susceptibilitäten (χ) einiger Atomen und Ionen sind mit Hartree‐Fock‐Slater (hfs)‐Wellen‐funktionen berechnet worden. Ein Polynom vierten Grades wurde für σhfs(Z) neutraler Atomen mit experimentellen Abschirmungswerten von Edelgasatomen angepasst. In einer gegebenen isoelektronischen Reihe variieren die Abschirmungskonstanten in linearer Weise mit Rücksicht auf Z. Es ist möglich die kernmagnetische Abschirmungswerte aller Atomen und Ionen mit der allgemeinen Formel (Z ± n) = σhfs(Z) ± n δ±(Z) auszudrücken, wo n die Grösse der Ladung des Atoms oder Ions ist und δ± (Z) die Polynome sind, die die Variation mit n der Abschirmungskonstante für ein gegebenes Z‐Wert der positiven und negativen Ionen beziehungsweise, beschreiben. Mit diesem Ausdruck wurden die kernmagnetische Abschirmungskonstanten neutraler Atome samt einfach, zweifach und dreifach geladener Ionen mit Z = 2 und Z = 100 berechnet. Unsere Resultate für σhfs und χhfs stimmen mit anderen Berechnungen überein.