有效电荷计算器

- 有效电荷计算器 是一个强大的工具，用于 原子物理学 和 化学 估计 有效核电荷 （Z_eff）是多电子原子中电子所经历的磁场强度。Z_eff 的值有助于描述在考虑了其他电子引起的屏蔽效应后，电子被原子核束缚的紧密程度。

此计算器属于 化学和原子物理计算器 类别。

Z_eff 扮演 键 在理解原子结构、周期性趋势（如电离能和 原子半径）， 化学 行为。它可以帮助学生、研究人员和教育工作者模拟电子在原子内如何相互作用，并更准确地预测反应性趋势。

有效电荷计算器公式

变量定义：

零效率：
有效核电荷（以基本电荷单位衡量），即考虑电子屏蔽后电子感受到的净正电荷。

Z:
原子序数，等于原子核中的质子数。

S:
屏蔽常数，即所有其他电子的屏蔽贡献之和，由以下公式确定 斯莱特规则.

斯莱特计算 S（屏蔽常数）的规则：

斯莱特规则提供了一种逐步估计屏蔽效果的方法。

1. 将电子分组：
   • （1s）、（2s, 2p）、（3s, 3p）、（3d）、（4s, 4p）等。
2. 应用这些屏蔽值：
   • 对于 同一组 作为目标电子：
     → 添加 0.35 （如果在 0.30s 组，则使用 1）
   • 对于 (n-1) 级别（低一个壳）：
     → 添加 0.85
   • 对于能级中的每个电子 (n-2) 或更低：
     → 添加 1.00
   • 对于 d 区和 f 区电子：
     • 同一组内的所有电子贡献0.35
     • 所有内层电子贡献 1.00

将所有贡献相加得到 S，并从中减去 Z 要得到 零效应.

有效核电荷参考表

元素	原子序数 (Z)	屏蔽常数（S，约数）	有效核电荷（Z_eff）
氢气 (H)	1	0.30	0.70
氦气（He）	2	0.30	1.70
锂（Li，2s电子）	3	1.30	1.70
铍（Be，2s 电子）	4	1.95	2.05
氟（F，2p 电子）	9	4.85	4.15
氖（Ne，2p 电子）	10	5.10	4.90

该表给出了常见研究元素的快速值，帮助用户节省 次 在分析趋势时。

有效电荷计算器示例

我们来计算一下 有效核电荷 查阅 氟（F）原子中的 2p 电子.

步骤 1：确定原子序数 (Z)：
氟有 Z=9

第 2 步：确定屏蔽常数 (S)：
根据斯莱特规则：

• 同族电子（2s,2p）：4电子×0.35=1.40
• (n−1) 壳层中的电子数 (1s)：2 电子 × 0.85 = 1.70
• 总 S = 1.40 + 1.70 = 3.10

步骤3：应用公式：
Z_eff = 9 − 3.10 = 5.90

结果：
氟中 2p 电子的有效核电荷约为 5.90

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