Slaterin säännöt
Slaterin sääntöjen avulla voidaan määrittää tehollisen ydinvarauksen Zeff laskemiseen käytetty varjostustekijä σ tai S.
Säännöt kehitti puolikokeellisesti John C. Slater vuonna 1930,[1] joihin kuuluvia varjostustekijöitä Enrico Clementi et al. korjasivat 1960-luvulla tietokonelaskennallisesti Hartree-Fock -menetelmän avulla.[2]
Alkuperäiset Slaterin säännöt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Atomin elektronikonfiguraatio kirjoitetaan ja sen atomiorbitaalit ryhmitellään sulkuihin niiden pääkvanttiluvun n mukaan oikealta vasemmalle kasvavaan järjestykseen. Orbitaaleista erotellaan suluin kaikki paitsi s- ja p-orbitaalit:[1]
[1s] [2s,2p] [3s,3p] [3d] [4s,4p] [4d] [4f] [5s, 5p] [5d] jne.
Sitten jokaiselle sulkujen rajaaman ryhmän elektroneille annetaan varjostustekijät. Nämä ovat vakioita jotka riippuvat elektronien määrästä ja tyypistä ryhmässä. Elektronit, jotka ovat tarkasteltavaa elektronia korkeammalla, eli oikealla edellä olevassa järjestyksessä, jätetään tarkastelun ulkopuolelle, sillä niiden ei oleteta vaikuttavan elektronin kokemaan ydinvaraukseen.[1]
- Saman ryhmän elektronit saavat varjostustekijäksi 0.35, paitsi [1s] ryhmä, jossa toisen elektronin vakio on 0.30. Tarkastellun elektronin oma varjostustekijä jätetään laskuista pois.
- Tarkasteltua kuorta alemman kuoren (n-1) elektronien vaikutus on 0.85 ja kaikkien tätä alempien (n-2) vaikutus on 1, jos nämä ryhmät ovat [ns, np] tyyppiä.
- nd ja nf orbitaalien n-1 orbitaalin ja tätä alempien orbitaalien elektronien vakio on 1.00.
- Saadut varjostustekijät lasketaan yhteen, jolloin saadaan atomin tietyn elektronin kokema varjostus.
Esimerkki[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Bromin 3d elektronin kokeman varjostustekijän laskeminen:
Kirjoitetaan elektronikonfiguraatio: 1s22s22p63p64s23d104p5
Jaotellaan orbitaalit pääkvanttiluvun perusteella sulkuihin: (1s2)(2s2,2p6)(3s2,3p6)(3d10)(4s2,4p5)
Jätetään huomiotta 3d orbitaalista oikealla (ulkokuorella) olevat 4s ja 4p orbitaalien elektronit ja lasketaan vasemmalla (lähempänä atomiydintä) olevien elektronien aiheuttama varjostus: σ[3d] = 1.00 * 18 + 0.35 * 9 = 21.15
Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- ↑ a b c JC Slater: Atomic Shielding Constants. Physical Review, 1930, 36. vsk, nro 1, s. 57–64. doi:10.1103/physrev.36.57. Artikkelin verkkoversio.
- ↑ E Clementi, DL Raimondi: Atomic Screening Constants from SCF Functions. The Journal of Chemical Physics, 1.6.1963, nro 11, s. 2686–2689. doi:10.1063/1.1733573. ISSN 0021-9606. Artikkelin verkkoversio.