Aturan Slater

Dalam kimia kuantum, aturan Slater memberikan nilai numerik bagi konsep cas nuklear berkesan. Dalam atom banyak elektron, dikatakan setiap elektron dikenakan cas yang kurang daripada cas nukleus sebenar disebabkan oleh kesan pemerisaian atau penskrinan oleh elektron-elektron lain. Bagi setiap elektron dalam satu atom, aturan Slater memberikan nilai bagi pemalar penskrinan (s, S atau σ) yang mengaitkan cas nuklear berkesan dan sebenar sebagai

Z_{\mathrm {eff} }=Z-s.\,

Aturan ini dirumuskan secara separa empirik oleh John C. Slater dan diterbitkan pada tahun 1930.^[1]

Nilai-nilai semakan bagi pemalar penskrinan yang berdasarkan pengiraan struktur atom dengan kaedah Hartree-Fock telah diperoleh oleh Enrico Clementi et al. pada tahun 1960-an.^[2]^[3]

Aturan

Pertama sekali,^[1]^[4] elektron-elektron disusun mengikut urutan kumpulan-kumpulan mengikut nombor kuantum utama (n) menaik, dan bagi nilai n yang serupa pula, ia disusun mengikut nombor kuantum azimut (l) menaik, tetapi orbital s dan p dikumpulkan bersama.

[1s] [2s,2p] [3s,3p] [3d] [4s,4p] [4d] [4f] [5s,5p] [5d] dan seterusnya.

Setiap kumpulan diberikan pemalar perisaian berbeza yang bergantung kepada bilangan dan jenis elektron di dalam kumpulan yang mendahuluinya.

Pemalar perisaian bagi setiap kumpulan ialah hasil tambah faktor-faktor berikut:

Nilai 0.35 daripada setiap elektron lain dalam kumpulan sama kecuali bagi kumpulan [1s]; elektron lain dalam kumpulan ini hanya menyumbang 0.30.
Nilai 0.85 daripada setiap elektron dengan nombor kuantum utama n kurang satu daripada nombor kumpulan itu, dan 1.00 bagi setiap elektron dengan nombor kuantum utama kurang dua atau lebih, jika kumpulan itu adalah kumpulan jenis [s p].
Nilai 1.00 bagi setiap elektron yang lebih "dekat" dengan atom dariapda kumpulan itu, jika kumpulan itu adalah kumpulan [d] atau [f]. Ini termasuk i) elektron dengan nombor kuantum utama n yang lebih kecil dan ii) elektron dengan n yang sama dan nombor kuantum azimut l yang lebih kecil.

Dalam bentuk jadual, aturan ini boleh diringkaskan seperti berikut:

Kumpulan	Elektron lain dalam kumpulan yang sama	Elektron dalam kumpulan dengan nombor kuantum utama n dan nombor kuantum azimut < l	Elektron dalam kumpulan dengan nombor kuantum utama n-1	Elektron dalam semua kumpulan dengan nombor kuantum utama < n-1
[1s]	0.30	-	-	-
[ns,np]	0.35	-	0.85	1
[nd] atau [nf]	0.35	1	1	1

Contoh

Contoh yang diberikan dalam terbitan asal oleh Slater menggunakan atom besi dengan cas nukleus 26 dan konfigurasi elektron 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Pemalar penskrinan, dan seterusnya cas nukleus berkesan bagi setiap elektron dikira seperti berikut:^[1]

{\begin{matrix}4s&:0.35\times 1& &0.85\times 14& &1.00\times 10&=&22.25&\Rightarrow &Z_{\mathrm {eff} }(4s)=3.75\\3d&:0.35\times 5&&& &1.00\times 18&=&19.75&\Rightarrow &Z_{\mathrm {eff} }(3d)=6.25\\3s,3p&:0.35\times 7& &0.85\times 8& &1.00\times 2&=&11.25&\Rightarrow &Z_{\mathrm {eff} }(3s,3p)=14.75\\2s,2p&:0.35\times 7& &0.85\times 2&&&=&4.15&\Rightarrow &Z_{\mathrm {eff} }(2s,2p)=21.85\\1s&:0.30\times 1&&&&&=&0.30&\Rightarrow &Z_{\mathrm {eff} }(1s)=25.7\end{matrix}}

Perhatikan bahawa cas nuklear berkesan dikira dengan menolak pemalar penskrinan daripada nombor atom, 26.

Rujukan

^ ^a ^b ^c Slater, J. C. (1930). "Atomic Shielding Constants" (PDF). Phys. Rev. 36 (1): 57–64. Bibcode:1930PhRv...36...57S. doi:10.1103/PhysRev.36.57. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2012-03-23. Dicapai pada 2014-06-01.
^ Clementi, E. (1963). "Atomic Screening Constants from SCF Functions". J. Chem. Phys. 38 (11): 2686–2689. Bibcode:1963JChPh..38.2686C. doi:10.1063/1.1733573. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)
^ Clementi, E. (1967). "Atomic Screening Constants from SCF Functions. II. Atoms with 37 to 86 Electrons". Journal of Chemical Physics. 47 (4): 1300–1307. Bibcode:1967JChPh..47.1300C. doi:10.1063/1.1712084. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)
^ Miessler, Gary L. (2003). Inorganic Chemistry. Prentice Hall. m/s. 38. ISBN 978-0-13-035471-6. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)

[slater57-1] Slater, J. C. (1930). "Atomic Shielding Constants" (PDF). Phys. Rev. 36 (1): 57–64. Bibcode:1930PhRv...36...57S. doi:10.1103/PhysRev.36.57. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2012-03-23. Dicapai pada 2014-06-01.

[2] Clementi, E. (1963). "Atomic Screening Constants from SCF Functions". J. Chem. Phys. 38 (11): 2686–2689. Bibcode:1963JChPh..38.2686C. doi:10.1063/1.1733573. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)

[clem67-3] Clementi, E. (1967). "Atomic Screening Constants from SCF Functions. II. Atoms with 37 to 86 Electrons". Journal of Chemical Physics. 47 (4): 1300–1307. Bibcode:1967JChPh..47.1300C. doi:10.1063/1.1712084. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)

[4] Miessler, Gary L. (2003). Inorganic Chemistry. Prentice Hall. m/s. 38. ISBN 978-0-13-035471-6. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (bantuan)

[1]

[2]

[3]

[4]