Costante di schermo

Quando un atomo è posto in un campo magnetico esterno $B_{0}$gli elettroni appartenenti alla sua nube elettronica iniziano a muoversi con un movimento ordinato. Tale movimento produce un campo magnetico indotto secondo la legge di Lenz: all'interno della nube esso si oppone a quello applicato, mentre intorno alla nube elettronica ha la stessa direzione del campo magnetico esterno.

Come risultato il nucleo contenuto all’interno della nube elettronica risulterà schermato e risentirà di un campo magnetico effettivo $B_{loc}$inferiore a quello imposto:

$B_{loc}=(1-\sigma )B_{0}$

L’effetto schermante, che è tanto maggiore quanto maggiore è la densità elettronica intorno al nucleo, è quantificato dalla costante di schermo $\sigma$. Il valore di questa costante per un determinato nucleo atomico in una molecola è molto difficile da calcolare, poiché richiede dati particolareggiati sulla distribuzione della densità elettronica negli stati fondamentali ed eccitati e sulle energie di eccitazione della molecola. Il metodo empirico prevede che il valore di $\sigma$sia determinato dalla somma di tre contributi:

$\sigma =\sigma _{loc}+\sigma _{vic}+\sigma _{solv}$

Il contributo locale $\sigma _{loc}$è dovuto agli elettroni dell'atomo che contiene il nucleo in esame. Il contributo vicinale $\sigma _{vic}$è dovuto agli elettroni appartenenti a gruppi atomici del resto della molecola. Il contributo del solvente $\sigma _{solv}$si deve alle molecole del solvente.