四、原子內K殼層之兩個K電子,可以用如下的簡略原子模型近似;各別K電子因受到其 他電子的遮蔽,所感受之原子核作用,可以以等效的電荷(effective charge)Z*e描 述,Z*稱為等效原子序(effective atomic number)。此時電子之原子核作用能E
N可 以用Z*計算之。更進一步,我們假設兩個K電子彼此間之排斥作用能E
e-e可以以兩個 電子相距兩個玻爾半徑(以Z*e所計算之玻爾半徑)描述。假設K電子與其他外殼層 電子之間的彼此作用可忽略。因此各別K電子之總能量,即束縛能,近似為E
N+E
e-e 。實驗得知原子序為 28 的鎳(Ni),其K電子之束縛能為 8333 電子伏特(eV), 試依據此結果,計算等效原子序Z*。(25 分)
電子靜質量m0 = 9.109 38215×10-31 kg
電子電量 e = 1.602176487 ×10-19 C
正電子質量 =電子質量m0
真空光速c =299792458 m s-1
普郎克常數h = 6.62606896×10-34 J s
真空介電係數ε0 = 8.854187817×10-12 C2/N⋅m2
π = 3.141592654 電子伏特 eV = 1.602176487 ×10-19 J
h= h/2π