Các electron là những hạt mang điện tích âm nên khi chuyển động, chúng sẽ che chắn lẫn nhau khỏi lực hút của hạt nhân nguyên tử. Khi ñó năng lượng của hệ sẽ được tính như sau:
: số lượng tử phụ.
Tính điện tích hạt nhân hữu hiệu và hằng số che lấp của các điện tử trong nguyên tử sắt với điện tích hạt nhân là 26 và cấu hình điện tử là 1s
Áp dụng quy tắc Slater xác định điện tích hiệu dụng Z* đối với electron 1s, 2s và 2p của nguyên tử Oxy?"
Đáp án là: 7,7;4,55 và 4,55
Ví dụ 3:Cấu hình electron của Ni (Z=28) là 1s22s22p63s23p63d84s2
Các hằng số chắn được tính như sau:
s1s=1x0,3=0,3
s2s2p =2 x 0,3+7 x 0,35=4,15
s3s3p =2 x 1+8 x 0,85+7x0,35=11,25
s3d =18x1+7x0,35=20,45
s4s =10x1+16x0,85+1x0,35=23,95
Ví dụ 4:Giả sử cấu hình electron của Ni là: Ni(Z ) :
1s22s22p63s23p63d84s2 Từ ví dụ dụ 3:
Tính năng lượng của 1 electron trên từng nhóm phân lớp Năng lượng của các phân mức được tính bằng công thức sau:
Như vậy qua các giai đoạn trên, đã tính ñược tổng năng lượng electron cho nguyên tử Ni với cấu hình Ni(Z ). Bằng cách thay đổi các cấu hình khác nhau ta sẽ thu được các giá trị năng lượng electron khác nhau của
cùng một nguyên tử ứng với các cấu hình electron khác nhau. So sánh các trị năng lượng tìm được sẽ tìm ra cấu hình electron hợp lí.
---------------------------------------------------
Trích dẫn nguyên bản tiếng anhSlater's Rules:1) Write the electron configuration for the atom using the following design;
(1
s)(2
s,2
p)(3
s,3
p) (3
d) (4
s,4
p) (4
d) (4
f) (5
s,5
p)
2) Any electrons to the right of the electron of interest contributes no shielding. (Approximately correct statement.)
3) All other electrons in the same group as the electron of interest shield to an extent of
0.35 nuclear charge units
4) If the electron of interest is an
s or
p electron: All electrons with one less value of the principal quantum number shield to an extent of
0.85 units of nuclear charge. All electrons with two less values of the principal quantum number shield to an extent of
1.00 units.
5) If the electron of interest is an
d or f electron: All electrons to the left shield to an extent of
1.00 units of nuclear charge.
6) Sum the shielding amounts from steps 2 through 5 and subtract from the nuclear charge value to obtain the effective nuclear charge.
Examples:Calculate Z
* for a valence electron in fluorine.
(1
s2)(2
s2,2
p5)
Rule 2 does not apply; 0.35 · 6 + 0.85 · 2 = 3.8
Z
* = 9 – 3.8 = 5.2 for a valence electron.
Calculate Z
* for a 6
s electron in Platinum.
(1
s2)(2
s2,2
p6)(3
s2,3
p6) (3
d10) (4
s2,4
p6) (4
d10) (4
f14) (5
s2,5
p6) (5
d8) (6
s2)
Rule 2 does not apply; 0.35 · 1 + 0.85 · 16 + 60 · 1.00 = 73.95
Z
* = 78 – 73.95 = 4.15 for a valence electron.
ShieldingThe first ionization energy for hydrogen is 1310 kJ·mol
–1 while the first ionization energy for lithium is 520 kJ·mol
–1. The IE for lithium is lower for two reasons;
1) The average distance from the nucleus for a 2s electron is greater than a 1s electron;
2) The 2s1 electron in lithium is repelled by the inner core electrons, so the valence electron is easily removed.For reason #2 the inner core electrons shield the valence electron from the nucleus so the outer most electron only experiences an effective nuclear charge. In the case of the lithium the bulk of the 1s electron density lies between the nucleus and the 2s1 electron. So the valence electron `sees' the sum of the charges or approximately +1. In reality the charge the valence electron experiences is greater than 1 because the radial distribution show their is some probabilty of finding the 2s electron close to the nucleus.