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'''钻穿效应''' 在[[原子核]]附近出现的概率较大的[[电子]],可更多地避免其余电子的排斥,受到核的较强的吸引而更靠近核,这种进入原子内部空间的作用叫做钻穿效应(penetration effect),钻穿效应可以使能级降低。 '''中文名''':[[钻穿效应 ]] [[File:钻穿效应2.png|缩略图|钻穿效应[https://baike.baidu.com/pic/钻穿效应/10586176/0/cdbf6c81800a19d8a256327a38fa828ba61e4673?fr=lemma&ct=single#aid=0&pic=ac4bd11373f08202258acd4a4cfbfbedab641bae 原图链接][https://baike.baidu.com/pic/钻穿效应/10586176/0/cdbf6c81800a19d8a256327a38fa828ba61e4673?fr=lemma&ct=single#aid=0&pic=ac4bd11373f08202258acd4a4cfbfbedab641bae 图片来源百度网]]] '''外文名''':[[penetration effect]] '''含 义''':[[进入原子内部空间的作用]] '''钻穿能力''':ns > np > nd > nf '''作 用''':[[降低能级]] ==基本性质== 从[[量子]]力学观点来看,电子可以出现在原子内任何位置上。也就是说,外层电子可以钻入内部壳层而更靠近原子核,从而削弱了内层电子的屏蔽效用,相对增加了原子的[[有效核电荷]],使得原子轨道的能级降低,这种现象称为钻穿效应。钻穿效应越大,意味着电子可以出现在离核近一些的区域,电子的能量越低。 <ref>[王国清.无机化学:中国医药科技出版社 ,2015]</ref> ==定性判断== 钻穿效应的大小可以根据核外电子云的径向分布函数进行定性判断: 主量子数n相同而角量子数l不同的轨道,能级的顺序是:Ens<Enp<End<Enf,这种现象叫作能级分裂。这是因为主量子数相同的各态中,s态峰的数目最多,它的分布特点是:主峰离核最远,小峰靠核最近,随着核电荷的增加,最靠近核的小峰在能量上的作用越来越明显。这一方面是[[小峰]]所代表的电子云有效地避开其他电子的[[屏蔽]],作用在小峰上的有效核电荷大;另一方面,小峰所代表的电子云离核近。两个因素都使电子和原子核的相互作用能增加,对该轨道的能级降低影响较大。 对于n和l都不同的轨道,n值大的电子亚层能级反而比n值小的电子亚层能级低,例如E4s<E3d,这种现象称为能级交错。、能级交错也可以用钻穿效应来说明,通过把4s和3d的径向分布函数图进行比较可以看出(如下图): [[File:钻穿效应1.png|缩略图|钻穿效应[https://baike.baidu.com/pic/钻穿效应/10586176/0/cdbf6c81800a19d8a256327a38fa828ba61e4673?fr=lemma&ct=single#aid=0&pic=cdbf6c81800a19d8a256327a38fa828ba61e4673 原图链接][https://baike.baidu.com/pic/钻穿效应/10586176/0/cdbf6c81800a19d8a256327a38fa828ba61e4673?fr=lemma&ct=single#aid=0&pic=cdbf6c81800a19d8a256327a38fa828ba61e4673 图片来源百度网]]] 4s最大峰虽然比[[3d离核]]要远,但是它有小峰很靠近核。因此,4s比3d钻穿能力要大。4s和3d的径向分布函数图时也更好地回避其他[[电子]]的屏蔽。结果4s电子虽然主量子数较3d大,但角量子数小,钻穿效应大,使得4s轨道能级低于3d轨道的能级,即E4s<E3d。其他能级次序的不规则排列,如E5s<E4d,E6s<E4f< E5d,大体上都可以用同样的原因予以说明。 <ref>[王国清.无机化学:中国医药科技出版社 ,2015]</ref> ==参考文献== {{Reflist}} [[Category:330 物理學總論]]
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