在原子軌道中運動的電子，不僅受到核電荷的吸引作用，還受到其他電子的排斥作用，電子之間的排斥作用將減弱原子核對電子的吸引作用，因此我們稱吸引電子的凈正電荷為有效核電荷。有效核電荷是指在多電子原子中，某一個電子所受的凈正電荷。這個概念是基于屏蔽效應理論而存在：由于共同帶有負電荷的內散逸層電子之間存在排斥力，內層電子“阻擋”了一部分外層電子與原子核之間的正負電荷吸引力。在單電子原子中，電子受到原子核中全部正電荷的吸引（即屏蔽作用不存在）。然而，在多電子原子中，處于外層的電子既受到正電荷的吸引，同時也被處于內層帶負電荷的電子排斥。
基本性質
對于多電子原子，核外的一個電子不僅僅受到原子核的吸引，而且還受到其余電子的排斥作用，必定會抵消原子核對該電子的吸引，此電子實際受到的核電荷比原子序數（Z）小。電子實際受到的核電荷稱為有效核電荷，用Z*表示，Z*=Z-σ。其中，Z為核電荷數，σ為屏蔽常數，通常近似于非價電子數，可用斯萊特法則近似計算。
屏蔽常數σ值的確定；
以第n層電子為研究對象：（n+1）層及更散逸層電子的屏蔽常數為零，即σ外=0；
同層電子之間取0.35，即σn=0.35（但第一層電子之間σ第一層=0.3）。
（n一1）層對n層電子的屏蔽常數σn-1=0.85；
（n一2）層及更內層電子的屏蔽常數為1，即σn-2=1；
總的屏蔽常數σ總為其余電子對指定電子屏蔽常數之和。
例：對氦原子2He，作用在某一個1s電子上的有效核電荷數：
Z*=Z-σ=2-0.3=1.7。
對鈉原子11Na，電子分布是2，8，1。
作用在第一層某一個電子上的有效核電荷數：
Z*=11-0.3=10.7。
作用在第二層某一個電子上的有效核電荷數：
Z*=11-2×0.85-7×0.35=6.85。
作用在第三層那一個電子上的有效核電荷數：
Z*=11-2×1-8×0.85=2.2。
由此可見，雖然核電荷數是11，但由于其余電子的屏蔽作用，有效核電荷數差別很大。越散逸層的電子，其有效核電荷數越小，易于擺脫自身原子的束縛而離去或發生化學反應時參與成鍵。
變化規律
1、有效核電荷隨原子序數的增加而增加，呈現周期性變化。
2、同一周期的主族元素，從左到右，隨著原子序數的增加Z*明顯增加；而副族元素的Z*增加得不明顯。
3、同族元素，自上而下，雖然核電荷數增加較多，但上下相鄰元素的原子序數增加1個電子層屏蔽作用增大，導致有效電荷增加不多。
電子能量與有效核電荷的關系
有效核電荷的大小，反映了核對電子的約束能力，故與電子能量有關。核對電子的約束愈強，則電子的活動性就愈小，即電子的能量愈小。反之，核對電子的約束愈弱，則電子的活動性就愈大，即電子的能量愈大。
根據電子能量與有效核電荷的關系，可以說明多電子原子中同一電子層的電子能級的分裂。
參考資料 >