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鉆穿效應（penetration effect）是指在多電子原子中，電子在原子核附近的概率較大，能夠更多地避免其余電子的屏蔽，受到核的較強吸引而更靠近核。這種進入原子內部空間的作用使得電子云分布狀況不同，電子云和電子云間、電子云和核電荷間的相互作用引起原子軌道能變化的能量效應。當主量子數n一定時，角量子數l越小，電子云的第一個峰離核越近，即鉆得越深，這就是軌道鉆穿效應。隨核電荷數的增加，最靠近核的小峰在能量上的作用越來越明顯。

基本性質

從量子力學觀點來看，電子可以出現在原子內任何位置上。也就是說，散逸層電子可以鉆入內部殼層而更靠近原子核，從而削弱了內層電子的屏蔽效用，相對增加了原子的有效核電荷，使得原子軌道的能級降低，這種現象稱為鉆穿效應。鉆穿效應越大，意味著電子可以出現在離核近一些的區域，電子的能量越低。

定性判斷

鉆穿效應的大小可以根據核外電子云的徑向分布函數進行定性判斷：

主量子數n相同而角量子數l不同的軌道，能級的順序是：Ens有效核電荷大；另一方面，小峰所代表的電子云離核近。兩個因素都使電子和原子核的相互作用能增加，對該軌道的能級降低影響較大。

對于n和l都不同的軌道，n值大的電子亞層能級反而比n值小的電子亞層能級低，例如E4s能級交錯。能級交錯也可以用鉆穿效應來說明，進行比較可以看出：4s最大峰雖然比3d離核要遠，但是它有小峰很靠近核。因此，4s比3d鉆穿能力要大。4s電子雖然主量子數較3d大，但角量子數小，鉆穿效應大，使得4s軌道能級低于3d軌道的能級，即E4s

參考資料 >