原子轨道能量比较，选择题

Question

各种不同原子中3d和4s电子能量相比时（）
A.3d一定大于4s B.4S一定大于3d
C.3d和4s几乎相等 D.不同原子中情况可能不同
是否不同原子中情况不同？
那个单电子原子和多电子原子分开情况讨论是什么回事？氢原子一类是否存在4s，3d这样的轨道？分开讨论有没有意义？

Answer 1

对单电子原子而言（氢原子或类氢离子，即只含一个电子）3d能级低于4s能量。
对多电子原子而言（非氢原子，即含多于一个电子）4s能级低于3d能量.
所以，答案：D.不同原子中情况可能不同追问

氢原子中有3d，4s轨道吗？

Answer 2

A 对所有原子，4s轨道能量低于3d。 （n+0.7l规则，4s=4+0.7*0=4，3d=3+0.7*2=4.4）

Answer 3

都是 3d大于 4s
选 A追问

克顿轨道能级图上没说明这个，在任何原子中3d一定大于4s吗？

追答

这是能级交错的结果啊，就是这样的。

追问

我的意思是那个图上没说是不是任何原子中是否都是3d大于4s；能级交错的结果我知道，确实是3d》4s。D选项怎么解释？对不对

追答

都是3d>4s 不选D

追问

找到一个计算实例，用斯莱特规则计算Fe原子的3d和4s电子能级的高低。计算结果是E3d小于E4s。如果没有说明前提，好像3d不一定大于4s啊。

追答

铁原子的排布为 3d6 4s2 说明 3d 轨道能量高，要不就是 3d8 4s0 了
你那个计算是不准确的。

追问

很多人提到那个单电子原子和多电子原子分开情况讨论是什么回事？氢原子一类是否存在4s，3d这样的轨道？分开讨论这种说法到底对不对？为什么？

追答

之所以会出现3d轨道比4s轨道能量高的现象是因为内层电子对原子核有屏蔽作用，电子还有钻穿效应，即电子的存在会影响轨道实际的能量高低
没有电子的影响，3d轨道能量就是比4s能量低

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Answer 4

是的