屏蔽效应和钻穿效应论文

《屏蔽效应和钻穿效应论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、屏蔽效应和钻穿效应论文屏蔽效皿和钻穿效丿应化环系0302班尹国俊指导老师：王卫东摘要：对屏蔽效应和钻穿效应进彳亍了研究，从宏观上解释了屏蔽效应、钻穿效应、屏蔽现彖和钻穿现彖，也从量子力学角度计算出了屏蔽效应和钻穿效应的有关确定的值。阐述了屏蔽效应和钻穿效应的重难点，推荐了屏蔽效应和钻穿效应的更精确的计算方法，以便人们更容易理解和掌握。关键词：屏蔽效应、钻穿效应、屏蔽常数、量子力学、原了、电了、能级交错。ScreeningEffectandPenetratingEffectClasstwoGradethreeDepartme

2、ntofChemistryandEnvironmentodEngineeringYinGuojunDirector:WangWeidongAbstract:Doarcsearthforscreeningeffectandpenetratingeffect,screeningphenomenonandpenetratingphenomenoninmacroscopicangle,andfigureoutdefinitenumericalvalueaboutscreeningeffectandpenetratingeffect

3、inquantunimechanics.Setoutthemajorpointanddifficultyofscreeningeffectandpenetratingeffect,andrecommentdcalulationmenhodtoworkoutscreeningeffectandpenetratingeffectmoreaccurately,Sothatpeoplecanunderstandandacquireiteasily.Keywords:screeningeffect,penetratingeffect

4、,screeningconstant.quantummechanics.atom・electron.energycounterchange.除氢和类氢原子外的多电子原子中核外电子不止一•个，不但存在电子与原子核Z间的相互作用，而且还存在电子Z间的相互作用。它们Z间的相互作用影响着多电子原子的排布。多电了原了轨道的能级次序不同于氢原了或类氢离了体系，随着原了光谱和光电了能谱等实验技术的不断发展以及量子化学计算方法逐趋完善，人们已经得到比较完整的屮性原子的轨道能数据及随原子序数z变化的图形。对多电子原子而言，同一元素原子的轨道

5、能不仅与主量了数n有关,还与角量子数1有关。当n相同时，1越大轨道能量越高，当1相同时，n越人则轨道能量越高，至于不同n和不同1的轨道，有的轨道就发生了能级次序交错现象，如第四周期K和Ca元素就出现了E(3d)〉E(4s)的现象。为了解释以上现象，根据电子之间的相互作用我们提出了屏蔽效应及钻穿效应的概念。电子之间的相互作川可以从屏蔽效应和钻穿效应两方面去认识，这两种效应冇着密切的联系，它们都是根据单电子波两数和中心力场的近似模型捉出来的[6],是在多电子原子中由于各个电子的量子数n,1不同，电子云分布不同，电子和电子之间，

6、电子和核之间的相互作用不同，引起原子轨道能和电子结合能发牛变化的能量效应。屏蔽效应是指核外某个电子i感受到核电荷的减小，使能级升高的效应；钻穿效应则是指电子i避开其余电子的屏蔽，其电子云钻到近核区而感受到的较大的其余电了的屏蔽，其电子云钻到近核区而感受到的较大的核电荷作川，使能级降低的效应。这两屮效应从不同的角度提出：钻穿效应把电子作为主体，从它的自身分布特点来理解；屏蔽效应把电子看作客体，考察它受其它电子的屏蔽影响。一.屏蔽效应1对任意一个多电子原子來说，要粘确求解薛泄错方程是不可能的，只能寻找某种近似方法。其中比较成功

7、的是中心力场近似。假定原子的质心与原子核心重合，哈密顿算符中，可略去原子核的动能项，并以原了单位表示一些常数。这样，化简为：则多电子原子的波动方程方程方程为由于此式的势能函数涉及两个电子的处标，无法分离变量，只能采用近似求解法。常用的近似求解法有中心力场法即近似假设每个电子处在原子核与其它电子组成的平均势场中运动则此处V(i)是某电子i的单电子势能函数，它以原子核势场、其余(旷1)个电子产牛:的瞬时场平均值为基础，总波函数W写成单电子波函数的乘积：函数的平方——几率密度函数，根据概率论恰好是单电子几率密度函数的乘积。因此，

8、用单电了轨道乘积求多电了近似波函数所隐含的物理模型是一种独立电了模型。体系的总能量近似为各电子能量Z和将原子其他电子对第i个电子的排斥作用看成是球对称的、只于径向有关的力场。引进屏蔽常数oi,笫i个电子的单电子波动方程方程为：这样可从屏蔽常数的估算规则算出和原了轨道能Ei:多电子原子中，其他电子对指定电