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斯萊特定則

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在量子化學中,斯萊特定則(Slater's rules)用於計算有效核電荷的數值。在多電子原子中,由於其它電子的遮蔽作用,每個電子都受到少於實際核電荷的正電荷吸引力。對於原子中的某一個電子,斯萊特定則可以確定它的遮蔽常數(常用S表示),並計算實際所受的有效核電荷:

這個半經驗定則由約翰·C·斯萊特於1930年設計並發表。

原理內容

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觀測某一軌態(例如:3d)電子遮蔽常數S的確定方式如下:

首先將不同軌態依照此規則排列成不同的群:

  1. 擁有同一的主量子數的s和p軌態排進同一個群組,d、f、g…自成一群
  2. 依照主量子數排列

對於觀測的軌態裏,其他全部的電子對S的貢獻為0.35(觀測1s的話則取0.30)。此時出現兩種情況:

如果觀測的對象為s或p軌態的電子:

  1. 在(n-1)層中的電子,每顆貢獻0.85於S
  2. 在(n-2)或更低層中的電子,每顆貢獻1.00於S

如果觀測的對象為d或f軌態的電子:在觀測的對象以左的電子每顆均貢獻1.00於S

根據以上規則即可確定觀測軌態對原子核的有效電荷為何。隨着主量子數增加,遮蔽的效果亦逐漸增強,及有效電荷數逐漸減少,

遮蔽常數

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遮蔽常數(screening constant)為斯萊特定則電子對某一特定電子遮蔽核引力的量化數值,此效應稱為shielding,為一電子所受的有效核電荷,常以S表示。

例子

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以原子序為26的原子作為範例;其電子的排序應為1s22s22p63s23p63d64s2. 根據這些數據可以推導出不同軌態的電子之遮蔽常數與有效電荷:

注意到,因為鐵的原子序為26,故有效電荷的計算要用26減去(遮蔽常數)得到。

積極性

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參考

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