遮蔽効果
遮蔽効果を受けて束縛が小さくなった最外殻電子は自由電子として振る舞う。これが電気伝導や金属光沢といった金属的な性質を特徴づける。
さらに元素の周期が大きくなると、ボーア模型で説明される内殻電子は原子核の軌道エネルギーがさらに高くなってその速度が光速に近づくため、電子の見かけ上の質量が大きくなる相対論効果が加わる。外殻電子はさらに軌道準位が上がって不安定となり、族が大きくなっても金属的性質が現れやすくなる。貴ガス元素も周期が大きくなると閉殻した亜殻電子が結合に寄与して化合物を作るようになり、不活性ではなくなる。
例えば2p軌道の動径分布のピークは2s軌道のピークよりも内側にあるが、2s軌道はさらに1s軌道の内側にもピークがある(貫入している)ため安定し、内側の2p軌道は2s電子よりも遮蔽効果が大くなる。遮蔽理論によって、なぜ原子価殻の電子は原子から取り除くことが容易なのか、ということも説明できる。
遮蔽効果の強さは、量子力学による効果のため、正確に計算することは難しい。近似として、以下の方法でそれぞれの電子の有効核電荷を見積ることができる。
Z e f f = Z − σ {\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }=Z-\sigma \,}
ここでZは原子核の中の陽子の数、 σ {\displaystyle \sigma \,} は考えている電子と原子核の間に存在している電子の平均数である。 σ {\displaystyle \sigma \,} は量子化学とシュレーディンガー方程式を用いたり、スレーター則を用いることで求めることができる。