最外层电子的有效核电荷 有效核电荷详细资料大全

有效核电荷详细资料大全  

有效核电荷是指吸引电子的净正电荷。在原子轨道中运动的电子，不仅受到核电荷的吸引作用，还受到其他电子的排斥作用，电子之间的排斥作用将减弱原子核对电子的吸引作用。

基本介绍

中文名：有效核电荷外文名：Effective nuclear charge计算公式：Z*=Z-σ性质：吸引电子的净正电荷计算方法：斯莱特法则 基本性质,变化规律,

基本性质

对于多电子原子，核外的一个电子不仅仅受到原子核的吸引，而且还受到其余电子的排斥作用，必定会抵消原子核对该电子的吸引，此电子实际受到的核电荷比原子序数（Z）小。电子实际受到的核电荷称为有效核电荷，用Z*表示，Z*=Z-σ。其中，Z为核电荷数，σ为禁止常数，通常近似于非价电子数，可用斯莱特法则近似计算。禁止常数σ值的确定 以第n层电子为研究对象：（n+1）层及更外层电子的禁止常数为零，即σ 外=0； 同层电子之间取0.35，即σ n=0.35（但第一层电子之间σ 第一层=0.3）。 （n一1）层对n层电子的禁止常数σ n-1=0.85； （n一2）层及更内层电子的禁止常数为1，即σ n-2=1 总的禁止常数σ 总为其余电子对指定电子禁止常数之和。 例：对氦原子 2He，作用在某一个1s电子上的有效核电荷数： Z*=Z-σ=2-0.3=1.7。 对钠原子 11Na，电子分布是2，8，1。 作用在第一层某一个电子上的有效核电荷数： Z*=11-0.3=10.7。 作用在第二层某一个电子上的有效核电荷数： Z*=11-2×0.85-7×0.35=6.85。 作用在第三层那一个电子上的有效核电荷数： Z*=11-2×1-8×0.85=2.2。 由此可见，虽然核电荷数是11，但由于其余电子的禁止作用，有效核电荷数差别很大。越外层的电子，其有效核电荷数越小，易于摆脱自身原子的束缚而离去或发生化学反应时参与成键。

变化规律

有效核电荷随着原子序数的递增，有效核电荷呈周期性变化，如下图：有效电荷周期性变化图 从图中可以看出： 1、有效核电荷随原子序数的增加而增加，呈现周期性变化。 2、同一周期的主族元素，从左到右，随着原子序数的增加Z*明显增加；而副族元素的Z*增加得不明显。 3、同族元素，自上而下，虽然核电荷数增加较多，但上下相邻元素的原子序数增加1个电子层禁止作用增大，导致有效电荷增加不多。 电子能量与有效核电荷的关系 有效核电荷的大小，反映了核对电子的约束能力，故与电子能量有关。核对电子的约束愈强，则电子的活动性就愈小，即电子的能量愈小。反之，核对电子的约束愈弱，则电子的活动性就愈大，即电子的能量愈大。电子的能量E与有效核荷的关系如下： 根据电子能量与有效核电荷的关系，可以说明多电子原子中同一电子层的电子能级的分裂。