四、屏蔽效应和穿透效应

　　1、屏蔽效应

　　（1）概念：在多电子原子中，对于某一指定的电子来说，它除了受到核的吸引外，还要受到其余电子对它的排斥作用。利用中心力场模型的近似处理，把其余电子对其指定电子的排斥作用近似地看作抵消一部分核电荷对该指定电子的吸引，而核电荷由原来的Z变为（Z-σ）。σ称为屏蔽常数，（Z-σ）称为有效核电荷，用Z*表示。Z*=（Z-σ）

　　这种由核外其余电子抵消部分核电荷对指定电子吸引的作用，称为屏蔽效应。因此，多电子原子某指定电子的能量公式变成：

　　电子越靠近核，它对外层电子屏蔽作用越大，σ值由可斯莱特（Slater）规则进行近似的计算。

　　（2）σ的计算：将原子电子按内外次序分组：

　　1s；2s2p；3s3p3d；4s4p4d4f；……

　　1外层电子对内层电子，没有屏蔽作用，多组的σ=0

　　2同一组，σ=0.35（但1s, σ=0.30）

　　3如果被屏电子为ns或np，（n-1）组对ns、np, σ=0.85,至内组σ=1.0

　　4如果被屏电子为nd或nfe-,位于它左边多轨道电子对它的σ=1.0

　　例：求锂原子（Z=3）的第一电离能。

　　2、钻穿效应：

　　由电子云径向分布图可以看出，n值较大的电子在离核较远的区域出现几率大，但在离核较近的区域也有出现的几率。这种外层电子向内层穿透的效应称为钻穿效应。

　　钻穿效应主要表现在穿入内层的小峰上，峰是数目越多，穿透效应越大，因峰的数目为n-l，所以n相同，l越小的电子穿透效应越大。穿透效应大的电子可回避部分内层对它的屏蔽效应，使σ值变小，所以该电子的能量便下降。对多电子原子来说，n相同l不同的电子亚层，其能量高低：Ens<Enp<End<Enf（能级分裂）。当n和l都不相同，出现了n值小l值大的轨道反而比n值大l值小的轨道能量大。如E3d>E4s，发生能级交错现象，当n≥6时，Ens<E(n-2)f<E(n-1)d<Enp。

　　例：计算Pt原子4s及3d电子的有效核电荷。