氫原子的 3D 或 4s 能層中哪個能量最高？

如圖所示，4s和3d雖然是簡併的（簡併對於不同的原子序數是等價的），但它們同時出現在第4主層上，但它們也是交錯的，即它們本身分別屬於4主層和3主層。 在正常情況下，電子必須滿足從低能級到高能級的順序，所以4的能量應該高於3，但僅僅因為4s和3d是簡併的，由於原子中電子之間的相互作用，3能級應該出現在4能級的位置， 它證明了它的3D能量必須高於4s，這就是3D能量大於4s的原因，如下圖所示。

但是，氫原子的電子本身就是1s，也就是說，4s和3d是氫原子被激發後到達的位置，在這種情況下，這兩個位置不受電子相互作用的影響，根據電子必須滿足從低能級到高能級的順序的順序， 氫電子的 4s 電子的能量大於 3d

量子力學研究表明，原子核外的電子只能處於某些特定能量的“軌道”中。 在這些“軌道”中移動的電子所擁有的能量是不連續的。

例如，乙個 h 原子的電子能量是 n 的平方或除以 n，n 是所謂的電子層數或主量子數。 通常，電子將在能量最低的軌道上執行，電子對氫原子的能量是。 但是當電子獲得外部能量時，就有可能跑到更高能量的軌道上。

在這種情況下，電子的能量可以除以 n 的平方，而不是介於兩者之間的任何值。

對於非氫原子，研究表明，同一層中幾個電子的能量是不一樣的，這表現在電子運動的範圍不同（也就是我們所說的電子雲的形狀不同），為了區分這些電子，有人提出用s來描述這些電子的運動範圍， p、d、f。 因此，電子的能量可以通過電子層數和電子雲的形狀來區分。

對於不同的原子，3D和4S能層的能量相對大小是不同的，具體細節我不記得了。 但這不是問題所在。 因為我們說的氫原子是乙個特例。

在氫原子中，發現當電子在任何層上移動時，其電子雲總是球對稱的，並且沒有像p，d，f這樣的電子雲。 也就是說，要描述氫原子中電子運動的能量狀態，只有 n 個引數就足夠了。

因此，地主的問題本身是有問題的，氫原子只有乙個電子殼層的概念，沒有s、p、d、f的概念。 如果你必須遵循其他原子中 s、p、d 和 f 的概念，那麼這些軌道的能量是在同一層上相互平均的，軌道的形狀也是平均的（從數學上講，可以證明 p、d 和 f 在平均時是球對稱的）。 這種現象在光譜學和量子力學中被稱為簡併。

所以房東問題的答案是：電子能量4s>3d。

隨著原子序數的增加，兩者之間的差異越來越小，達到一定的序數（我不記得我剛才說的指的是這個序數）後，3d的能量高於4s的能量。

順便說一句，正是因為氫原子的軌道能量結構比較簡單，玻爾的舊量子理論才能相對滿意地解釋氫原子的光譜。 對於稍微複雜的HE原子，玻爾的理論立即失敗了。

能級交錯問題：s、p、d、f、g等分別記錄為0、1、2、3、4等表示的值，軌道能級為主量子數加上s、p、d、f、g等表示的值，如果得到的值大，則軌道能量高， 反之亦然;如果值相等，則具有最大主量子數的軌道的軌道能量很高。

例如，3d=3+2=5,4s=4+0=4,5 4，所以3d軌道能量大於4s

主量子數 n 用於描述原子中電子出現概率最高的區域與原子核的距離，或者它決定了電子殼層的數量。 謝謝！

徐廣賢規則：

1）未填充電子：n+（n是主量子數，l是角量子數。

3d 3+ =

4s 4+ 未填充的電子能級順序根據鮑林能級圖 （3d>4s）2） 電子填充後：n+（n 是主量子數，l 是角量子數。

3d 3+ =

4s 4+ 根據棉花能級圖填寫電子能級順序（3d<4s） 3）樓主問道，填滿電子後，本質原因是3d電子在內層，對4s電子有遮蔽作用，使4s電子能量增加。

離子外殼電子的能級由下式決定 （n+值，大小，4s=4,3d= 所以 4s 大於 3d

由於“能級交錯”現象，出現了電子先填充最外層NS，然後填充次級外殼的（n-1）d的情況。

交錯液態是指一些具有大量電子層的軌道的能量低於一些具有少量電子層的軌道的能量的現象。 例如，4s的能量小於3d的能量，在填充電子之前，3d軌道應填充4s。

絕大多數元素原子核外的電子排列遵循“構造原理”，可以在教科書中的影象中找到。

3 所有 D

氫原子只是乙個充滿1s層的電子，沒有電子間能級交錯，每個軌道的能量只取決於主量子數n，即n越大，能量越高，所以3d<4s。