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在多电子原子中,一个电子不仅受到原子核的引力,而且还要受到其他电子的排斥力。
这种排斥力显然要削弱原子核对该电子的吸引,可以认为排斥作用部分抵消或屏蔽了核电荷对该电子的作用,相当于使该电子受到的有效核电荷数减少了。
于是有,式中
为有效核电荷,z为核电荷,σ为屏蔽常数,它代表由于电子间的斥力而使原子核电荷减少的部分。
把由于其他电子对某一个电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷,使得该电子受到的有效核电荷作用降低的现象称为屏蔽效应。一个电子受到其他电子的屏蔽,其能量升高。
与屏蔽效应相反,外层电子有钻穿效应。电子层数小的能级上的电子,如4s电子容易钻到近核内层空间运动,这样它受到其他电子的屏蔽作用就小,受原子核引力就强,因而电子能量降低,造成 E4s<E3d
我们把外层电子钻穿到近核内层空间运动,因而使电子能量降低的现象,称为钻穿效应。钻穿效应可以解释原子轨道的能级交错现象。
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