禁止常數

禁止常數是原子中其它電子對某一特定電子禁止核引力程度的量度。

基本介紹

• 中文名： 禁止常數
• 外文名：screening constant
• 範疇：原子中的一個量度

引出

根據量子力學中心力場模型，多電子原子中某單電子i的近似原子軌道 對應能級 可表示為：

同時引入禁止效應和禁止常數、有效核電荷、有效主量子數等概念。Slater於1930年，提出一套判定 、 大小的規則，曾得到廣泛套用。之後，許多人從不同角度討論它，通過不同途徑修正它。後來確定了的 值大小的規則，即不下十餘種。概括起來可分為兩類：

第一類以Slater、徐光憲為代表，他們先後對光譜實驗結果進行分析總結，得到Slater規則和徐光憲規則。

第二類的代表是shibuya，他修正Slater軌函式為目的，認為有效量子數 的引入方便，仍採用主量子數 ，通過量子力學的理論分析，給出一套禁止常數 的取值規則。

這兩類規則，對 的賦值有很大的不同。

近似賦值

斯萊特（Slater）經驗規則是最經典的近似地計算禁止常數的規則，其要點如下：

1. 將原子中電子按下列順序分成若干軌道組：1S²、2S² 2P⁶；3S² 3P⁶、3d¹⁰；4S² 4P⁶、4d^1-10、4f^1-14；5S² 5P⁶……並註明每組電子數目，所有這些電子對原子中某一特定電子的禁止效應的總和，可用禁止常數的加和求算之。
   
2. 分布在特定電子外面的電子不發生禁止效應，即禁止常數 s=0。
   
3. 在特定電子組的電子，除特定電子外，其它每個電子的禁止常數為0.35（1s 組電子的禁止常數為0.30。
   
4. （n-1）層對(ns,np)層電子的禁止常數為0.85，對（nd)，(nf)層電子的禁止常數為1.00
   
5. 比(n-1)電子層更靠近原子核的各電子層中，每個電子的禁止常數為1.00。
   
6. 如果特定電子是在d或f亞層中，則分布在較低電子組中每個電子的禁止常數為1.00。
   

斯萊特規則的核心是通過有效核電荷 和有效主量子數 兩個經驗參數來計算多電子原子中某一指定原子軌道的能量。若知道了禁止常數，就可以計算有效核電荷以及多電子原子中各原子軌道的能量。

套用

計算原子的各級電離能

為了計算院子的各級電離能，通常採用Slater公式：

式中：I_k為相應於失去k電子的第K級電離能，Z為核電荷，n_i'為i電子的有效主量子數， 和 為K價和K-1價正離子中各電子對i電子禁止常數之總和。

解釋過渡元素的基電子組態和電離態

用禁止常數規律可以解釋過渡元素的基電子組態和電離態，例如鉻元素的基電組態是[Ar]3d⁵4S¹。