
【電】 electronic state; electrop level
電子能階層(electron energy level)是量子力學中的核心概念,指原子或分子中電子所處的離散能量狀态。根據波爾模型和量子力學理論,電子隻能存在于特定的能量軌道上,這些分立的能量狀态即稱為能階層。其核心特征包括:
量子化特性
電子能量并非連續變化,而是呈現離散的量子化分布。例如氫原子能階公式為:
$$ E_n = -frac{13.6}{n} text{ eV} $$
其中 ( n )(主量子數)決定能階高低。
軌道與能階對應
每個能階對應特定電子軌道(如s、p、d軌道),由角量子數 ( l ) 和磁量子數 ( m_l ) 共同描述空間分布特征。電子躍遷時吸收/發射光子能量嚴格等于能階差 ( Delta E = h u )(( h ) 為普朗克常數)。
泡利不相容原理
同一原子中不存在所有量子數完全相同的兩個電子,導緻能階分層填充(如2p軌道最多容納6個電子)。
實際應用
能階結構直接決定物質的:
相關實驗驗證可見弗蘭克-赫茲實驗。
權威參考文獻
電子能階層通常指原子核外電子的能量分層結構,包含能層(電子層)和能級(亞層)兩個核心概念。以下是詳細解釋:
定義
能層是根據電子能量高低和離核遠近劃分的層級。主量子數 ( n ) 表示能層序號,( n=1,2,3,cdots ) 分别對應 K、L、M、N 等符號。
特點
定義
同一能層内,電子能量仍有差異,進一步分為不同能級。能級用 s、p、d、f 等符號表示,對應不同電子雲形狀(如 s 為球形,p 為啞鈴形)。
規律
能量順序
同一能層中,能級能量:( s < p < d < f );不同能層間存在能級交錯,例如 ( 4s ) 能級能量低于 ( 3d ),因此電子優先填充 ( 4s )(如鉀的電子排布為 ( 4s ) 而非 ( 3d ))。
電子填充規則
電子按能量從低到高填充,順序為:
( 1s rightarrow 2s rightarrow 2p rightarrow 3s rightarrow 3p rightarrow 4s rightarrow 3d rightarrow 4p cdots )。
如需進一步了解具體元素的電子排布或能級躍遷,可結合具體案例分析。
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