屏蔽效应是电子减弱原子核对指定电子的吸引力。
理想化的、裸露的氢核,当满足共振条件:ν0 / H0 = γ/(2π) 时,产生单一的吸收峰;但这只是在理想情况下,实际上并不存在裸露的氢核。
在有机化合物中,氢核不但受周围不断运动着的价电子影响。还受到相邻原子的影响。当有机化合物放入强磁场中时,在外磁场作用下,氢核外运动着的电子产生相对于外磁场方向的感应磁场,起到屏蔽作用,使氢核实际受到的外磁场作用减小。
扩展资料:
注意事项:
与钻穿效应相反,在多电子原子中,一个电子不仅受到原子核的引力,而且还要受到其他电子的排斥力。这种排斥力显然要削弱原子核对该电子的吸引,可以认为排斥作用部分抵消或屏蔽了核电荷对该电子的作用,相当于使该电子受到的有效核电荷数减少。
于是有Z* = Z-σ,式中Z*为有效核电荷,Z为核电荷。σ为屏蔽常数,代表由于电子间的斥力而使原核电荷减少的部分。
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由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷,从而引起有效核电荷的降低,削弱了核电荷对该电子的吸引,这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。①氢原子核外只有一个电子,不存在屏蔽效应
②多电子原子中,电子不仅受到原子核的引力,而且还存在电子之间的排斥力,这种排斥力实际上相当与减弱了原子核对外层电子的吸引力,也可以认为这种排斥力的存在实际上抵消(或屏蔽)了一部分原子核的正电荷(相当与有效核电荷的减小)
(2)、屏蔽效应的定量计算
Z*=Z- 屏蔽常数,可近似的用斯来脱规则将原子中的电子分成以下几组
(1s)(2s,2p)(3s,3p)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)
a) 位于被屏蔽电子的右边的各组对被屏蔽电子的 =0
近似的可以认为外层电子对内层电子没有屏蔽作用
b) 1s轨道上的两个电子之间的 =0.3,其他主量子数相同的各分层电子之间的 =0.35
c) 被屏蔽的电子为ns或np时,则主量子数(n-1)的各电子对它们的 =0.85,而小于(n-1)的各电子对它们的 =1
d) 被屏蔽的电子为nd或nf时,则位于它们左边各组电子对它们的的屏蔽常数 =1
在计算某原子中某个电子的 值时,可将有关屏蔽电子对该电子的 值相加而得
例1 计算铝原子中其他电子对一个3p电子的 值
铝原子的电子结构式为1s22s22p63s23p1
=2×0.35+8×0.85+2×1=9.5
在多电子原子中,将其它电子对某个指定电子的排斥作用归结为,核电荷吸引电子的作用受到抵消,这种效应叫屏蔽效应。一般说来,内层电子对外层电子的屏蔽效应较大,同一层电子之间屏蔽效应较小;外层电子对内层电子的屏蔽效应很小,可忽略不计。
在多电子原子中,在核附近出现几率较大的电子,可以较好地避免其他电子的屏蔽作用,受到较大的有效核电荷的吸引,因而能量较低,这种现象称为钻穿效应。钻穿效应主要是由于电子出现的几率径向分布不同形成的。
屏蔽效应的定量计算
20世纪30年代,美国科学家J.C.斯莱特根据实验结果提出计算屏蔽常数的规则:
(1)把原子中的电子写成以下几组:(1s)、(2s2p)、(3s3p)、(3d)、(4s4p)、(4d)、(4f)、…等。
(2)处于右边的电子对左边各组电子不起屏蔽作用,即σ=0。
(3)(nsnp)相互间的屏蔽常数σ=0.35,对于1s,σ=0.30。
(4)(n-1)层电子对ns、np层电子屏蔽的σ=0.85。
(5)(n-2)层及更里层电子对 n层电子的屏蔽是完全的,即σ=1.00。
(6)处于左边各组电子对nd、nf的屏蔽常数σ=1.00。