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钻穿效应
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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 ]]
'''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）：
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}}
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 ]]
'''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）：
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}}