Regole di Slater

Le regole di Slater, teorizzate dal fisico e chimico statunitense John C. Slater,[1] permettono di stimare in via del tutto empirica di quanto un elettrone in un certo orbitale sia schermato e quindi quale sia la carica nucleare efficace di cui risente.

Le regole

La configurazione elettronica deve essere scritta raggruppando gli orbitali per {gruppo}, entro parentesi graffe, secondo il seguente schema (questi {gruppi} non vanno confusi con i 18 Gruppi IUPAC degli Elementi della Tavola periodica, ricordando che la sequenza di riempimento dei livelli energetici per gli atomi polielettronici è diversa da quella riportata nel seguito, che è quella dell'idrogeno e degli atomi idrogenoidi):

{1s},{2s,2p},{3s,3p},{3d},{4s,4p},{4d},{4f},{5s,5p}.....

1. Elettroni che appartengono a gruppi superiori rispetto a quello occupato dall'elettrone in esame non danno alcun contributo allo schermaggio.
2. Se l'elettrone in esame è in un orbitale ns o np, valgono le presenti considerazioni:
   1. ogni altro elettrone del gruppo {ns,np} dà un contributo pari a 0,35 allo schermaggio, tranne per il gruppo {1s} che contribuisce per 0,30;
   2. ogni elettrone del guscio (n − 1) dà un contributo pari a 0,85;
   3. ogni elettrone del guscio (n − 2) o inferiori dà un contributo pari a 1,00.
3. Se l'elettrone in esame è in un orbitale nd o nf, valgono le presenti considerazioni:
   1. gli altri elettroni del gruppo {nd} o {nf} danno contributo pari a 0,35;
   2. gli elettroni di tutti i gruppi sottostanti contribuiscono per 1,00.

Esempio di applicazione

Il seguente esempio chiarifica l'applicazione delle regole di Slater:

• Calcolo della costante di schermo per un elettrone dell'orbitale 4s dell'atomo di calcio: il calcio ha Z = 20 e configurazione elettronica:

1s${\displaystyle {}^{2}}$2s${\displaystyle {}^{2}}$2p${\displaystyle {}^{6}}$3s${\displaystyle {}^{2}}$3p${\displaystyle {}^{6}}$4s${\displaystyle {}^{2}}$

La costante di schermo è pertanto S = 1 × 0,35 + 8 × 0,85 + 10 × 1,00 = 17,15

La carica efficace è quindi Z^* = Z − S = 2,85

Note

1. (EN) J. C. Slater, Atomic Shielding Constants, in Phys. Rev., vol. 36, n. 1, 1930, pp. 57–64, Bibcode:1930PhRv...36...57S, DOI:10.1103/PhysRev.36.57.

Voci correlate

• Carica nucleare efficace