Question

多电子原子能级交错的主要原因有哪些？

Answer 1

　　能级交错是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。如4s反而比3d的能量小，填充电子时应先充满4s而后才填入3d轨道。过渡元素钪的外层电子排布为4s23d1，失去电子时，按能级交错应先失去3d电子，成为4s23d0，而从原子光谱实验得知，却是先失4s上的电子成为4s13d1。这是由于3d电子的存在，削弱了原子核对4s电子的吸引而易失去的。过渡元素离子化时，大体是先失去ns电子，但也有先失去(n-1)d电子的，像钇等。能级交错的顺序不是绝对不变的，在原子序数大的原子中，3d轨道可能比4s轨道的能量低。\x0d\x0a　　简单的说，屏蔽效应由于电子相互作用引起的，表现为l相同时，n越大，就是电子离核平均距离越大，势能越大，轨道能量越高。\x0d\x0a　　钻穿效应就是波函数径向有n-l个峰，n相同时，l越小，峰越多，第一峰也钻得越深，势能越低，表现为n相同时，l越大，轨道能量越高。\x0d\x0a　　当n,l综合变化时，一般这么看的：\x0d\x0a　　能级交错\x0d\x0a　　能级交错\x0d\x0a　　对于原子的外层电子，n+0.7l越大，能量越高\x0d\x0a　　对于离子的外层电子，n+0.4l越大，能量越高\x0d\x0a　　对于原子或离子的内层电子，n越大，能量越高\x0d\x0a　　这就造成了各能级的能量大小并不一定是按照n大小来排布的。\x0d\x0a　　1、主量子数和角量子数之和越大，能量越高\x0d\x0a　　2、主量子数和角量子数之和相等时，主量子数越大，能量越高\x0d\x0a　　例如，4s轨道主量子数和角量子数之和为4，3d轨道主量子数和角量子数之和为5，于是4s轨道的能量低于3d轨道的能量；而3d轨道和4p轨道主量子数和角量子数之和均为5，但4p轨道的主量子数更大，于是4p轨道的能量高于3d轨道的能