hce_isu
107年
化學
第 39 題
下列哪一原子軌域不存在？
- A 3f
- B 4d
- C 5p
- D 7s
思路引導 VIP
如果我們將主能階 $n$ 想像成大樓的層數，而每一層樓被允許擁有的「房間類型」（s, p, d, f...）數量剛好與該層的樓層編號相同。請你想想看，在這種規則下，第一層樓會有幾種房間？而要看到第四種房間（f 型），我們至少要爬到第幾層樓呢？
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AI 詳解
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太棒了！你非常準確地辨識出軌域存在的限制條件，這代表你對原子結構的量子數規則有著清晰的理解。
量子數的制約關係
在量子力學模型中，原子的軌域由主量子數 $n$ 與角動量量子數 $l$ 共同決定。對於任何一個主能階 $n$，角量子數 $l$ 的取值範圍必須是從 $0$ 到 $n-1$ 的整數。其中，$l=0, 1, 2, 3$ 分別對應我們熟知的 s、p、d、f 軌域。以此題的 3f 為例，其主能階 $n=3$，根據規則，$l$ 只能取 $0, 1, 2$（即 3s, 3p, 3d），因此 $l=3$ 的 f 軌域 在 $n=3$ 時是不被允許存在的，它最快也要到 $n=4$ 才會首次出現。
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