védhatás

Védhatás (shielding effect) az elektronok közötti kölcsönhatások jelensége, amely során a belső elektronok részben elnyelik az atommag pozitív töltésének hatását. Ennek következtében a külső elektronok az atommag teljes töltését kisebbnek érzik, így az úgynevezett effektív nukleáris töltés, Z_eff, kisebb lesz mint a tényleges Z.

Az általános leírás szerint Z_eff = Z − σ, ahol Z a protonok száma, és σ a védőhatást mérő tényező. σ értéke függ az elektronkonfigurációtól és a használt közelítéstől. A legismertebb megközelítés Slater-szabályain alapul, amelyek különböző csoportokra bontják az elektronokat és ezek hozzájárulását súlyozzák. Ezzel a módszerrel becslést nyerhetünk arra, hogy egy adott külső elektron milyen mértékben érzi a mag vonzását.

Jelentősége: a védhatás alapvető szerepet játszik a periódusos rendszert kísérő trendek megértésében. Mivel a belső elektronok árnyékolják a mag vonzását, a külső elektronok effektív töltése alacsonyabb, ami nagyobb atomréteget és alacsonyabb ionizációs energiát eredményezhet egy adott csoportban. A periódusok felé haladva általában nő Z_eff, így nő az ionizációs energia és csökken az atom radiusa.

Kvantitatív megközelítésekben a modern számítási módszerek (például Hartree–Fock vagy sűrűségfunkcionál-atomi eljárások) is leírják a teljes elektronfelhő kölcsönhatásait. A védhatás így elsősorban szemléleti eszköz, amely segít érteni és megfogalmazni a kémiai és fizikai tulajdonságok trendjeit, nem pedig közvetlen, minden részletre kiterjedő mennyiség.