问个有关得失电子的问题。

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/28 06:56:57
我们化学老师讲了个超纲的问题，就是亚电子层。其中有些东西让我们几个同学非常迷惑，希望有专业知识的前辈们给解释一下。
其一，是有关电子层能量的问题。老师说3d层能量比4s层高，她以前也曾经说过，电子层的能量高低主要取决于其与原子核的距离。可是3d层不是应该比4s离核近吗？这该怎么解释呢？
其二，不是应该能量越高的层越容易失电子吗？为什么是4s层先失电子呢？
还是不太明白，能否把屏蔽效应和钻穿效应详细地解释一下呢？
我是个高一学生，虽然知道泡利不相容原理，但对屏蔽效应的作用机制根本没有认识。

其一、这个问题有点深奥，想要知道为什么有能级交错现象，就必须对屏蔽效应和钻穿效应有一定认识。简单地说，如果原子核外只有一个电子，内层的轨道都是空的，那么它的能量就只和离核远近有关了。但实际并非如此，因为除了原子核对电子的吸引作用，还有内层电子的排斥作用。内层电子的排斥作用相当于屏蔽了部分核电荷。4s和3d轨道除了离核远近不同，电子云形状也不一样，其中s亚层电子的轨道形状使得它有时能够钻穿内层电子屏蔽层，而d电子的钻穿能力则非常小，这造成4s虽然离核更远，但实际受到的引力却大于3d电子（受到的屏蔽少）。因此4s的能量也比3d低
其二、这个能级交错只决定填充顺序，而不决定离解顺序。这是因为在填充时考虑的是3d和4s都没有电子，而离去时3d有了电子，对4s增加了排斥，因此此时4s的能量已经提高了，因而先失4s电子

补充：
这是大学化学内容，比较复杂一些，对你可能有点深了。总的来说，就是内层电子会排斥外层电子，提高外层电子能量，这就是屏蔽，这是s电子和d电子都要受的作用。而s电子因其特性，有时可以钻到屏蔽电子层的更内侧，从而降低受屏蔽的程度，而d电子则不容易钻穿屏蔽层，基本上总在屏蔽层外侧受到屏蔽。这就导致4s电子所受屏蔽比3d小的多，这种效应对电子能量的影响因素甚至比离核远近这个因素还要重要，最终导致能级交错现象。

4s电子的钻穿效应大于3d电子,4s电子比3d电子接近原子核的几率更大.所以3d层能量比4s层高,4s层先失电子