
【化】 screening constant; shielding constant
在汉英词典视角下,“屏蔽常数”(shielding constant)的详细解释如下:
中文释义
屏蔽常数(通常用符号 (sigma) 表示)是原子物理学与量子化学中的核心概念,用于描述多电子原子中,内层电子对外层电子的静电屏蔽效应。其数值等于被屏蔽的核电荷数,反映核外电子实际感受到的有效核电荷 ((Z{text{eff}})) 与原子序数 ((Z)) 的差值:
$$ Z{text{eff}} = Z - sigma $$
英文对应术语
Shielding Constant 或 Screening Constant
电子屏蔽效应
在多电子原子中,内层电子部分抵消原子核对外层电子的吸引力,导致外层电子所受有效核电荷降低。屏蔽常数 (sigma) 定量表征这一屏蔽作用的强度。
计算规则(斯莱特规则)
约翰·斯莱特提出半经验规则估算 (sigma) 值:
示例:碳原子(1s² 2s² 2p²)的 2p 电子 (sigma = 2 times 0.85 + 3 times 0.35 = 2.75)。
周期性规律
同一周期主族元素中,(sigma) 随原子序数增加而缓慢增大;过渡金属因 d 电子屏蔽效率低,(sigma) 增幅更显著。
第 10 章“原子与分子结构”系统阐述屏蔽常数理论模型及计算表(Section 10: Atomic, Molecular, and Optical Physics)。
Slater, J. C. (1930). Atomic Shielding Constants. Physical Review, 36(1), 57–64。
Levine, I. N. (2014). Quantum Chemistry (7th ed.). Pearson. 第 8 章“多电子原子”详述 (sigma) 的物理意义。
: CRC Press. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 102nd Edition. ISBN 978-1032295490.
: Slater, J. C. (1930). Physical Review, 36(1), 57–64.
: Levine, I. N. (2014). Quantum Chemistry, 7th ed. Pearson Education. ISBN 978-0321803450.
屏蔽常数(screening constant)是描述原子中电子间相互屏蔽效应的重要参数,主要反映核外电子云对核电荷的削弱程度。以下从定义、影响因素、计算方法和应用领域进行详细解释:
1. 定义与物理意义
屏蔽常数(σ)表示原子内其他电子对某一特定电子的屏蔽作用强度,其值越大,核电荷被削弱越多,有效核电荷(Z)越小。在量子力学模型中,原子轨道能级可通过屏蔽效应和有效核电荷计算,公式为:
$$
Z^ = Z - sigma
$$
其中,Z为原子序数。例如,核磁共振(NMR)中,σ值决定核实际感受的磁场强度,进而影响共振频率。
2. 影响因素
3. 计算方法
斯莱特规则是常用方法,通过电子分层计算σ值:
4. 应用领域
屏蔽常数是连接微观电子结构与宏观物理化学性质的关键参数,其计算需结合量子力学模型和实验数据。
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