Abschirmung (Atomphysik)

Abschirmung ist die Verringerung der anziehenden Wechselwirkung zwischen einem Elektron und dem Atomkern durch die Wirkung der übrigen Elektronen in einem Mehrelektronenatom. Die Energie eines Elektrons hängt im Zentralfeldmodell des Atoms von den Quantenzahlen n und l ab. Für die Radialteile R_n,l(r) der zugehörigen Einelektronwellenfunktionen wurden von John C. Slater analytische Ausdrücke vorgeschlagen. Die allgemeine Form für und R_n,l(r) lautet:

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Wobei e Ladung, Z Kernladungszahl, elektrische Feldkonstante, a₀ Bohrscher Radius (atomare Einheiten) und N Normierungsfaktor ist. Die Abschirmkonstante σ_n,1 und die effektive Quantenzahl n' werden nach folgenden Regeln ermittelt (Slater-Regeln):

1. Elektronenschalen mit größeren Hauptquantenzahlen als n bleiben unberücksichtigt.
2. Jedes weitere Elektron mit gleichem n trägt 0,35 zu σ_n,1 bei (für n = 1 aber nur 0,3).
3. Für l = 0 und 1 (s,p) trägt jedes Elektron der Schale n – 1 0,85 zu σ_n,1 bei, für l = 2,3 aber 1,0.
4. Alle Elektronen aus noch tiefer liegenden Schalen liefern einen Beitrag von 1,0.

Für n' gilt in Abhängigkeit von n:

Die Einelektronenfunktionen , die mit den obigen Regeln ermittelten Radialteilchen, heißen Slater-Orbitale.