
【化】 screening constant; shielding constant
在漢英詞典視角下,“屏蔽常數”(shielding constant)的詳細解釋如下:
中文釋義
屏蔽常數(通常用符號 (sigma) 表示)是原子物理學與量子化學中的核心概念,用于描述多電子原子中,内層電子對外層電子的靜電屏蔽效應。其數值等于被屏蔽的核電荷數,反映核外電子實際感受到的有效核電荷 ((Z{text{eff}})) 與原子序數 ((Z)) 的差值:
$$ Z{text{eff}} = Z - sigma $$
英文對應術語
Shielding Constant 或 Screening Constant
電子屏蔽效應
在多電子原子中,内層電子部分抵消原子核對外層電子的吸引力,導緻外層電子所受有效核電荷降低。屏蔽常數 (sigma) 定量表征這一屏蔽作用的強度。
計算規則(斯萊特規則)
約翰·斯萊特提出半經驗規則估算 (sigma) 值:
示例:碳原子(1s² 2s² 2p²)的 2p 電子 (sigma = 2 times 0.85 + 3 times 0.35 = 2.75)。
周期性規律
同一周期主族元素中,(sigma) 隨原子序數增加而緩慢增大;過渡金屬因 d 電子屏蔽效率低,(sigma) 增幅更顯著。
第 10 章“原子與分子結構”系統闡述屏蔽常數理論模型及計算表(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“多電子原子”詳述 (sigma) 的物理意義。
: 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.
屏蔽常數(screening constant)是描述原子中電子間相互屏蔽效應的重要參數,主要反映核外電子雲對核電荷的削弱程度。以下從定義、影響因素、計算方法和應用領域進行詳細解釋:
1. 定義與物理意義
屏蔽常數(σ)表示原子内其他電子對某一特定電子的屏蔽作用強度,其值越大,核電荷被削弱越多,有效核電荷(Z)越小。在量子力學模型中,原子軌道能級可通過屏蔽效應和有效核電荷計算,公式為:
$$
Z^ = Z - sigma
$$
其中,Z為原子序數。例如,核磁共振(NMR)中,σ值決定核實際感受的磁場強度,進而影響共振頻率。
2. 影響因素
3. 計算方法
斯萊特規則是常用方法,通過電子分層計算σ值:
4. 應用領域
屏蔽常數是連接微觀電子結構與宏觀物理化學性質的關鍵參數,其計算需結合量子力學模型和實驗數據。
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