Question

試用斯萊脫（Slate）規(guī)則分別計(jì)算作用于Fe的3s、3p、3d和4s電子的有效核電荷數(shù)，這些電子所在各軌道的能量及Fe原子系統(tǒng)的能量。

Answer 1

Fe的原子序數(shù)為26，軌道分組為：（1s²）（2s²2p⁶）（3s²3p⁶）（3d⁶）（4s²），其中3s Z*＝14.75  3p Z*＝14.75  3d Z*＝6.25  4s Z*＝3.75。所以有E_3s＝E_3p＝－52.7×10^－18J，E_3d＝－9.46×10^－18J，E_4s＝－1.92×10^－18J。對(duì)于2s、2p Z*＝21.8，1s Z*＝25.70。E_2s＝E_2p＝－0.260×10^－15J，E_1s＝－1.439×10^－15J。故Fe系統(tǒng)的能量：E＝2E_1s＋2E_2s＋6E_2p＋2E_3s＋6E_3p＋6E_3d＋2E_4s＝－5.44×10^－15J

提示：由于其他電子對(duì)某一電子的排斥作用而抵消了一部分核電荷，從而引起有效核電荷的降低，削弱了核電荷對(duì)該電子的吸引，這種作用稱為屏蔽作用或屏蔽效應(yīng)。因此，對(duì)于多電子原子來說，如果考慮到屏蔽效應(yīng)，則每一個(gè)電子的能量應(yīng)為：E＝－13.6×(Z－σ)²/n²（eV），從式中可見，如果能知道屏蔽常數(shù)σ，則可求得多電子原子中各能級(jí)的近似能量。影響屏蔽常數(shù)大小的因素很多，除了與屏蔽電子的數(shù)目和它所處原子軌道的大小和形狀有關(guān)以外，還與被屏蔽電子離校的遠(yuǎn)近和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)σ屏蔽常數(shù)�？捎盟谷R脫提出的計(jì)算屏蔽常數(shù)的規(guī)則求得。斯萊脫規(guī)則如下：將原子中的電子分成如下幾組：（1s）（2s，2p）（3s，3p）（3d）（4s，4p）(4d)（4f）（5s，5p），如此類推。①位于被屏蔽電子右邊的各組，對(duì)被屏蔽電子的σ＝0近似的可認(rèn)為：外層電子對(duì)內(nèi)層電子沒有屏蔽作用。②1s軌道上兩個(gè)電子之間σ＝0.30。其他主量子數(shù)相同的各分層電子之間的σ＝0.35。③當(dāng)被屏蔽電子為ns或n p時(shí)，則主量子數(shù)為（n－1）的各電子對(duì)它們的σ＝0.85，而小于（n－1）的各電子對(duì)它們的屏蔽常數(shù)σ＝1.00。④被屏蔽電子為nd或n f電子時(shí)，則位于它左邊各組電子對(duì)它們的屏蔽常數(shù)σ＝1.00。在計(jì)算某原子中某個(gè)電子的σ值時(shí)，可將有關(guān)屏蔽電子對(duì)該電子的σ值相加而得。