为什么屏蔽效应在一段时间内保持不变,尽管同一层的电子数在增加?

时间:2021-11-17 08:49:07   作者:
这是一个很难回答的问题,因为它不清楚到底问了什么。最明显的答案是,它不是,但这不一定是正确的,这取决于你所说的屏蔽是什么意思。如果你指的是元素之间,当你在同一水平上添加电子时,很明显,它不是保持不变的。表面上,在同一水平上的电子会尽量远离彼此,所以从一个电子的角度来看,剩余的系统是极化的,电子看到多余的正电荷。这在概念上是错误的,因为你考虑的是粒子的位置。如果你看Schrödinger方程的原始形式,你会发现能量只取决于ψ。ψ是一个坐标函数,但我想说的是,能量可以取任何值,只要波函数是方程的解。如果有额外的电子-电子斥力,波长会缩短,能量会因靠近原子核而降低。在这种情况下,铝中的最后一个电子与原子核的结合比钠中的稍强,然而p轨道的能量应该更高。

所以,对于相同水平的,相同角动量的元素的最后一个电子,结合能随着原子序数的增加而增加,原因是,波会限制它们自己的体积。因此,尽管氧增加了一个电子,但它的电离势与氮相当(略低!)。原因是额外的电子有更多的角度自由,因为它可以与其他三个p电子中的任何一个配对。

现在,如果你问为什么当能量增加时,电子不能以不同的方式穿透内轨道,也就是说,为什么它们对内电子的屏蔽是常数,听到这个证据是常数,可能会感到最惊讶。问题是,电子能级并不遵循氢原子的激发态,它们的不同能量是因为它们包含了不同波动可能性的叠加。这就产生了不同的整体节点属性,并且,如果您愿意的话,每个相空间单元会有更多的操作。此外,还有一个通常被忽视的概念所产生的量子效应。
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