Введение
Уменьшение притяжения между электроном и ядром – атомный эффект.
the atomic effect
В химии эффект экранирования, иногда называемый атомным экранированием или экранированием электронов, описывает уменьшение притяжения между электроном и ядром в любом атоме, содержащем более одного электрона. Эффект экранирования можно определить как снижение эффективного ядерного заряда, действующего на электронное облако, из-за различий в силах притяжения, испытываемых электронами в атоме. Это частный случай экранирования электрического поля. Этот эффект также имеет значение в различных областях материаловедения.
to a difference in the attraction forces on the electrons in the atom. It is a special case of electric field screening. This effect also has some significance in many projects in material sciences.
Сила на электронную оболочку
Чем шире электронные оболочки в пространстве, тем слабее электрическое взаимодействие между электронами и ядром из-за экранирования. В общем случае, электронные оболочки (s, p, d, f) можно упорядочить следующим образом, где S – величина экранирующего эффекта, оказываемого данной орбиталью на остальные электроны.
where S is the screening strength that a given orbital provides to the rest of the electrons.
Описание
В водороде или любом другом атоме в группе 1А периодической таблицы (атомах, имеющих только один валентный электрон), сила, действующая на электрон, столь же велика, как и электромагнитное притяжение со стороны ядра атома. Однако, когда участвует больше электронов, каждый электрон (в n-ой оболочке) испытывает не только электромагнитное притяжение от положительного ядра, но и силы отталкивания от других электронов в оболочках от 1 до n. Это приводит к тому, что результирующая сила, действующая на электроны во внешних оболочках, значительно меньше по величине; следовательно, эти электроны связаны с ядром не так сильно, как электроны, находящиеся ближе к ядру. Это явление часто называют эффектом проникновения орбитали. Теория экранирования также вносит вклад в объяснение того, почему электроны валентной оболочки легче удаляются из атома. Кроме того, существует эффект экранирования, возникающий между подуровнями в пределах одного и того же основного энергетического уровня. Электрон в s-подуровне способен экранировать электроны в p-подуровне того же основного энергетического уровня. Величину экранирующего эффекта сложно рассчитать точно из-за квантовомеханических эффектов. В качестве приближения мы можем оценить эффективный ядерный заряд на каждом электроне следующим образом: где Z – число протонов в ядре, а – среднее число электронов между ядром и рассматриваемым электроном. можно определить, используя квантовую химию и уравнение Шрёдингера, или эмпирические формулы Слейтера. В спектроскопии обратного рассеяния Резерфорда поправка, обусловленная электронным экранированием, модифицирует кулоновское отталкивание между падающим ионом и ядром-мишенью на больших расстояниях. Это эффект отталкивания, вызванный внутренним электроном на внешний электрон.
Where Z is the number of protons in the nucleus and is the average number of electrons between the nucleus and the electron in question. can be found by using quantum chemistry and the Schrödinger equation, or by using Slater's empirical formulas. In Rutherford backscattering spectroscopy, the correction due to electron screening modifies the Coulomb repulsion between the incident ion and the target nucleus at large distances. It is the repulsion effect caused by the inner electron on the outer electron.