有効核電荷（ZEF）は、シールドと浸透の影響により減少された後の電子のいずれかの上の核発揮する引力です。そのような影響がなければ、電子は実際の核電荷Zの引力を感じるでしょう。
下の画像には、架空の原子のボーア原子モデルがあります。その核には核電荷Z = + nがあり、それはその周りを周回する電子（青い円）を引き付けます。2つの電子は核に近い軌道にあり、3番目の電子は核から遠い位置にあることがわかります。
3番目の電子は他の2つの電子の静電反発を感じながら軌道を回るので、核はより少ない力でそれを引き付けます。つまり、核と電子の相互作用は、最初の2つの電子の遮蔽の結果として減少します。
したがって、最初の2つの電子は+ n電荷の引力を感じますが、3番目の電子は代わりに+（n-2）の実効核電荷を経験します。
ただし、このZefは、すべての電子の原子核までの距離（半径）が常に一定であり、負の電荷（-1）を特定している場合にのみ有効です。
概念
陽子は化学元素の核を定義し、電子は一連の特性（周期表のグループ）内でそれらの同一性を定義します。
陽子は、核電荷Zをn + 1の割合で増加させます。これは、原子を安定させるための新しい電子の追加によって補償されます。
陽子の数が増えると、核は動的な電子雲に「覆われ」、その中を循環する領域は波動関数の放射状部分と角度部分の確率分布によって定義されます（軌道）。
このアプローチから、電子は核の周りの定義された空間領域を周回するのではなく、急速に回転するファンのブレードのように、既知のs、p、d、f軌道の形状にぼやけます。
このため、電子の負電荷-1は、軌道が通過する領域によって分配されます。浸透効果が大きければ大きいほど、電子が軌道で経験する有効な核電荷が大きくなります。
浸透とシールド効果
上記の説明と一致して、内殻の電子は、外殻の電子の安定化反発に-1電荷を与えません。
ただし、このカーネル（以前は電子で満たされたシェル）は、核の引力が外部の電子に到達するのを防ぐ「壁」として機能します。
これは、スクリーン効果またはシールド効果として知られています。また、外殻のすべての電子が同じ大きさのこの効果を経験するわけではありません。たとえば、浸透性の高い軌道（つまり、核や他の軌道に非常に接近して通過する軌道）を使用している場合、Zefが高くなります。
結果として、エネルギー安定性の次数は、軌道に対するこれらのZefの関数として発生します。
つまり、2p軌道は2s軌道よりもエネルギーが高い（原子核の電荷によって安定化されていない）。
軌道によってもたらされる浸透効果が低いほど、残りの外部電子に対するそのスクリーン効果は少なくなります。dとfの軌道は、原子核が他の電子を引き付ける多くの穴（ノード）を示しています。
計算方法は？
負の電荷が局所化されていると仮定すると、任意の電子のZefを計算する式は次のとおりです。
Zef = Z-σ
この式で、σはカーネルの電子によって決定されるシールド定数です。これは、理論的には、最も外側の電子が内側の電子のシールドに寄与しないためです。言い換えると、1s 2は2s 1電子をシールドしますが、2s 1は1s 2電子をZシールドしません。
Z = 40の場合、前述の影響を無視すると、最後の電子は1（40-39）に等しいZefを経験します。
スレーターの法則
スレーターの法則は、原子内の電子のZef値の適切な近似です。適用するには、次の手順に従います。
1-原子（またはイオン）の電子構成は次のように記述します。
（1s）（2s 2p）（3s 3p）（3d）（4s 4p）（4d）（4f）…
2-考慮されている電子の右側にある電子は、シールド効果に寄与しません。
3-同じグループ内にある電子（括弧でマークされている）は、1sグループでない限り0.35の電子の電荷を提供します。代わりに0.30です。
4-電子がsop軌道を占める場合、すべてのn-1軌道は0.85に寄与し、すべてのn-2軌道は1単位になります。
5-電子が自由度軌道を占める場合、その左側にあるすべての電子が1つの単位に寄与します。
例
2s軌道の電子のZefを決定する
スレーターの表現モードに従うと、Be（Z = 4）の電子配置は次のようになります。
（1s 2）（2s 2 2p 0）
軌道には2つの電子があるため、これらの1つは他の遮蔽に寄与し、1s軌道は2s軌道のn-1です。次に、代数和を展開すると、次のようになります。
（0.35）（1）+（0.85）（2）= 2.05
0.35は2s電子からのもので、0.85は2つの1s電子からのものです。次に、Zefの式を適用します。
Zef = 4-2.05 = 1.95
これは何を意味するのでしょうか？これは、2s 2軌道の電子は、実際の+4の電荷ではなく、+ 1.95の電荷を経験して、それらを原子核に引き寄せることを意味します。
3p軌道の電子のZefを決定する
ここでも、前の例と同様に続行されます。
（1s 2）（2s 2 2p 6）（3s 2 3p 3）
ここで代数和が展開され、σが決定されます。
（、35）（4）+（0.85）（8）+（1）（2）= 10.2
したがって、ZefはσとZの差です。
Zef = 15-10.2 = 4.8
結論として、最後の3p 3電子は、実際のものより3倍弱い電荷を経験します。また、このルールによれば、3s 2電子は同じZefを経験するため、結果に疑問が生じる可能性があることにも注意してください。
ただし、計算された値を実際の値に近づけるのに役立つスレーターのルールに変更があります。
参考文献
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