Was ist der Abschirmeffekt?

In der Chemie ist der Abschirmeffekt die Abschwächung der Anziehung zwischen einem Elektron und einem Atomkern mit mehr als einer Elektronenhülle. Der Effekt wird auch als Abschirmung oder Atomabschirmung bezeichnet.

In Atomen und Ionen mit nur einem Elektron entspricht die Gesamtkraft eines umlaufenden Elektrons der elektromagnetischen Anziehungskraft, die der Kern auf dieses Elektron ausübt. Wenn mehr Elektronen den Kern umkreisen, erfährt jedes Elektron diese elektromagnetische Kernanziehung zusätzlich zu den Abstoßungskräften durch die umgebenden Elektronen. Die Größe dieser Abstoßungskraft hängt von der Anzahl der Elektronen ab, so dass mit zunehmender Anzahl gefüllter Elektronenschalen die Nettokraft auf die äußersten Elektronen abnimmt. Diese Elektronen der äußeren Schale sind nicht so stark an den Kern gebunden wie die Elektronen in den inneren Schalen, was erklärt, warum Valenzschalen-Elektronen leichter aus einem Atom entfernt werden als diejenigen der inneren Schale.

Eine größere Anzahl von umlaufenden Elektronen führt zu komplexeren abstoßenden Wechselwirkungen zwischen diesen Elektronen, was die quantitative Bewertung der Abstoßungskraft aufgrund des Abschirmeffekts erschwert. Techniken zur Bestimmung des Abschirmungseffekts umfassen numerische Lösungen der Schrödinger-Wellengleichung, die Verwendung empirischer Slater-Formeln oder das Ableiten des Effekts mithilfe der Rutherford-Rückstreuungsspektrometrie.