题目
决定多电子原子中核外电子的能量的量子数是 A. nB. n和lC. nl和mD. I和m
决定多电子原子中核外电子的能量的量子数是
- A. n
- B. n和l
- C. nl和m
- D. I和m
题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查多电子原子中核外电子能量的决定因素,涉及量子数的基本概念及其在原子结构中的作用。
解题核心思路:
在多电子原子中,电子的能量不仅由主量子数$n$决定,还与角量子数$l$有关。这是由于多电子原子中存在屏蔽效应和穿插效应,导致同一能层(相同$n$)中不同$l$值的轨道能量不同(例如$p$轨道能量高于$s$轨道)。因此,$n$和$l$的组合共同决定电子的能量。
破题关键点:
- 明确区分单电子原子(如氢原子)与多电子原子中能量决定因素的差异。
- 理解角量子数$l$对能量的影响是多电子原子特有的现象。
在原子结构中,电子的能量由多个量子数共同决定:
- 主量子数$n$:决定电子所在的能层,是能量的主要决定因素。
- 角量子数$l$:在多电子原子中,$l$的不同会导致轨道形状和能量差异(例如$s$、$p$、$d$轨道能量依次升高)。
- 磁量子数$m$:仅影响轨道的空间取向,与能量无关。
在单电子原子(如氢原子)中,电子的能量仅由$n$决定(因能级简并,不同$l$值能量相同)。但在多电子原子中,由于电子间的屏蔽效应和穿插效应,同一$n$层中不同$l$值的轨道能量不同(例如$p$轨道能量高于$s$轨道)。因此,电子的能量由$n$和$l$共同决定。
选项分析:
- A. $n$:仅适用于单电子原子,错误。
- B. $n$和$l$:正确,符合多电子原子的实际。
- C. $n$、$l$和$m$:$m$不影响能量,错误。
- D. $l$和$m$:缺少$n$且包含无关的$m$,错误。