主量子數相同不就代表電子能量相同嗎，為什麼p還比s能量要大?

知乎使用者2022-04-17 14:13:15

自問自答

因為主量子數相同，只代表原子核對於單個電子，電子所處的軌道能量相同。之所以20能量大於2s是因為除了原子核和單個電子的能量，還考慮了其餘電子作用後的能量。

知乎使用者2022-04-24 15:51:25

題主感到疑惑是因為教科書上只講了類氫原子的能級吧！實際上多電子原子的能級跟n和l都有關係。

而且針對n相同的軌道（這個翻譯不好，英文原文是orbital，特地跟經典物理的orbit區分開，結果到了中文又給整一樣了），由於l量子數不同，對於佔據態來說，會去簡併。其原因目測是來自電子之間的關聯，如Coulomb hole，fermi hole之類（口胡一番，呼喚專家）。我這裡做過He原子的Hartree-Fock計算，不難推廣到閉殼層如Be、C、O等原子的計算：

Hartree-Fock method for He atom

我進一步猜測，週期表上更加靠後的原子，可能其能級跟m量子數也會有關係，進一步去簡併。期待有興趣的讀者能找到相關文獻。

參考文獻：

Ion-Alexandre Ghika，

J。 Phys。 B： At。 Mol。 Opt。 Phys

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（2003） 2951–2965