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水素原子以外は何故?

水素原子では3s、3p、3dの各軌道は縮退しエネルギーが等しいのに、水素原子以外では3s<3p<3dの順にエネルギーが大きくなるのは何故でしょうか? おそらく遮蔽が関係していると思うのですが、それ以上はわかりませんでした↓どうか教えてください。

  • 化学
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  • ベストアンサー
  • phosphole
  • ベストアンサー率55% (466/833)
回答No.3

例えば、2sと2pを比べてみます。 2sの方が原子核に近い位置に分布を持っています。 従って、両者に電子を入れた場合、2s軌道は原子核からの静電引力を強く感じます。一方、2p軌道は質問者さんが書かれているように、内側に存在する2s電子によって遮蔽を受けますから、原子核からの引力が弱まります。 さて、電子の軌道エネルギーの式を思い出してみてください。 原子核の電荷が入っていますよね? 要するに、原子核からの静電引力が強いほど、軌道エネルギーは低下します。原子核に近い位置に分布を持つ2s軌道は遮蔽をあまり受けませんが、2p軌道の電子は遮蔽を強く感じて軌道エネルギーが上昇します。 他のd、f軌道でも分布を考えると軌道エネルギーの変化を説明することができます。 なお、軌道角運動量が大きい軌道(s<p<d)と分布が広がります。

tarakou
質問者

お礼

なるほど、よくわかりました!詳しい説明ありがとうございました!☆

その他の回答 (2)

noname#69788
noname#69788
回答No.2

遮蔽とは、内殻電子が、原子核の電荷の有効電荷を弱めることです。

  • phosphole
  • ベストアンサー率55% (466/833)
回答No.1

その通りで遮蔽が関係しています。 ・・・遮蔽ってどういう現象かは理解されていますか?

tarakou
質問者

補足

核から電子を引き離す時、電子が回りにあると、+の核から引っ張られる力が弱められますので、実際の核の電荷より、少し小さくなります。 このときの核の見かけの電荷を有効核電荷といい、このことを、電子の遮蔽というと教わりました。

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