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主量子数

 【主量子数】描述电子在原子核外运动状态的4个量子数之一,习惯用符号n表示。它的取值是正整数,n=l,2,3,…… 

主量子数是决定轨道(或电子)能量的主要量子数。对同一元素,轨道能量随着n的增大而增加。在周期表中有些元素会发生轨道能量“倒置”现象。例如,在20号Ca元素处,K (19号)的 E3d>E4s,不符合n越大轨道能越高的规律。而Sc (21号)的E3d< E4s。其他如4d/5s , 5d/6s,……等也有类似情况。

在同一原子内,主量子数相同的轨道,电子出现几率最大的空间范围几乎是相同的,因此把主量子数相同的轨道划为一个电子层,并分别用电子层符号K、L、M、N、0、P对应于n = l,2, 3, 4, 5,6等。n越大,表示电子离核的平均距离也越大。每个电子层所能容纳的电子数可按2n2计算。
轨道能虽有局部倒置现象,但用n+0.7l{l为角量子数)的值作为填充电子次序的规则却是十分方便和基本正确的。
此外,根据n的大小可以预测轨道的径向分布情况:即当n、l确定后,轨道应有(n—l)个径向极值和(n -l-1)个径向节面(节面上电子云密度为0)。对于相同l的轨道来说越大,径向分布曲线的最高峰离核越远,但它的次级峰恰可能出现在离核较近近。 这就是轨道的“钻穿”,并产生各轨道间相互渗透的现象。

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