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简答题什么是屏蔽效应和钻穿能力? 什么是能级交错?
  • 在单电子系统中,电子受只到原子核的吸引,所以电子的能量为。但在多电子原子中,电子不但受到原子核的吸引,而且电子间还存在着还受到内层或同层的电子的排斥作用。在讨论某电子的能量时,将内层或同层的电子对该电子的排斥视为这些电子将原子核屏蔽起来,削弱了原子核对该电子的吸引力,称为屏蔽效应。这样多电子的能量公式就变为,式中σ称为屏蔽常数,σ的大小与主量子数n.轨道角动量量子数l 等许多因素有关。
    从径向分布函数图看出,在n相同的轨道中,l越小的电子峰多,在离核较近的地方有小峰,即钻到原子核附近,从而避开其它电子对它的屏蔽作用,能量降低,这就是说n相同的轨道中,l越小的电子钻穿能力越大。
    由于4s的钻穿能力比3d的大,虽然4s的主峰比3d的主峰离核较远,但4s的小峰钻到原子核附近,大大降低了4s的能量。造成主量子数n 大的4s 轨道的能量反而低于主量子数n 小的3d 轨道的能量,E4s<E3d 。这就是“能级交错”。
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