В химии эффект экранирования , иногда называемый атомным экранированием или электронным экранированием, описывает притяжение между электроном и ядром в любом атоме, имеющем более одного электрона . Эффект экранирования можно определить как уменьшение эффективного ядерного заряда электронного облака из-за разницы в силах притяжения электронов в атоме. Это частный случай экранирования электрическим полем . Этот эффект также имеет определенное значение во многих проектах в области материаловедения.
Чем шире электронные оболочки в пространстве, тем слабее электрическое взаимодействие между электронами и ядром вследствие экранирования. В общем, мы можем упорядочить электронные оболочки (s,p,d,f) как таковые.
В водороде или любом другом атоме группы 1А таблицы Менделеева ( имеющем только один валентный электрон ) сила, действующая на электрон, так же велика, как электромагнитное притяжение ядра атома. Однако при большем количестве электронов каждый электрон (в n - й оболочке ) испытывает не только электромагнитное притяжение со стороны положительного ядра, но и силы отталкивания со стороны других электронов в оболочках от 1 до n . Это приводит к тому, что результирующая сила, действующая на электроны во внешних оболочках, становится значительно меньшей по величине; следовательно, эти электроны не так сильно связаны с ядром, как электроны, расположенные ближе к ядру. Это явление часто называют эффектом орбитального проникновения. Теория экранирования также способствует объяснению того, почему электроны валентной оболочки легче удаляются из атома.
Кроме того, существует также эффект экранирования, который возникает между подуровнями одного и того же основного энергетического уровня. Электрон на s-подуровне способен экранировать электроны на p-подуровне того же основного энергетического уровня. Это происходит из-за сферической формы s-орбитали. Однако обратное неверно: электроны с p-орбитали не могут экранировать электроны с s-орбитали. [1]
Величину эффекта экранирования трудно точно рассчитать из-за эффектов квантовой механики . В качестве приближения мы можем оценить эффективный ядерный заряд каждого электрона следующим образом:
Где Z — количество протонов в ядре и — среднее количество электронов между ядром и рассматриваемым электроном. может быть найдена с помощью квантовой химии и уравнения Шредингера или с помощью эмпирических формул Слейтера .
В спектроскопии резерфордовского обратного рассеяния поправка, обусловленная экранированием электронов, изменяет кулоновское отталкивание между падающим ионом и ядром-мишенью на больших расстояниях. Это эффект отталкивания внутреннего электрона от внешнего электрона.
