)电子对效应
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| 电子对效应 | |
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一、在这些族中随原子半径增大价轨道伸展范围增大，使轨道重叠减小；
二、又认为，键合的原子的内层电子增加(4d,4f…)，斥力增加，使平均键能降低.如：GaCl3InCl3TlCl3平均键能B.E./kJ·mol-1242206153
三、最近人们用相对论性效应解释6s2惰性电子对效应。
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（a）在1930年5月，由三组物理学家分别独立发表的文章。这三组物理学家是英国剑桥的塔伦特，柏林一达赫莱姆的梅特纳和赫布菲尔德，以及帕萨丹那的赵忠尧。这些文章都叙述了发现Thc”2.65MeVg射线被重元素“反常吸收”的实验现象。
（b）赵在1930年底发表的关于他的另一个实验的文章。在这个实验中，他发现了Thc”g射线在铅上的“附加散射线”。现在回顾来看，文章（a）是代表着首次观察到电子对产生的过程。而文章（b）是首次观察到电子对湮灭的过程。在随后的两年，即1931-1932年，反常吸收和附加散射线吸引着理论物理学家极大的注意，并激发着重要的进一步的实验研究，为了评估赵的文章的作用，在这里引述C.D.安德逊在1983年的一篇文章里写的一段文字：“在加州理工学院做研究生论文的工作是用威尔逊云室研究X射线在各种不同气体里产生的光电子的空间分布。在我做这项工作的1927-1930年间，赵忠尧博士就在隔壁的屋子里工作。他是用验电器测量Thc”产生的g射线的吸收和散射。他的发现引起我很大的兴趣。当时人们普遍相信，来自Thc”的2.6Mev的“高能”g射线的吸收，绝大多数应是按照克菜因-仁科公式表达的康普顿碰撞。但赵博士的结果清楚地表明，这种吸收和散射显著地大于克莱因-仁科公式的计算。由于验电器很难给出细致的信息，所以他的实验不可能对上述反常效应做出深入的解释。我建议的实验是利用工作在磁场中的云雾室来研究Thc”g射线与物质的作用，即观察插入云雾室中的薄铅板上产生的次级电子，来测量它们的能量分布。从而研究和了解在赵的实验结果中还反映着哪些更深刻的意义”。另外，哈雅卡华在一篇文章里引述了他与奥恰里尼在1980年的谈话，其中说：“奥恰里尼高度评价赵的成就，并说明赵关于Thc”g射线反常吸收的工作是如何激发了他们远在英国进行的有关研究”。看来在80年代的今天，安德逊和奥恰里尼都强调，早在30年代赵的工作确实激发了他们所完成的革命性的研究。这一研究转而导致物理学家对量子电动力学的理解。而他们并没有提及当时与之相关的赵的竞争者的工作。
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而相对论性效应认为，电子的不完全屏蔽因素是由于4f和5d轨道的相对论性膨胀而远离原子核的缘故。第六周期重过渡元素的6s轨道的相对论性收缩较为显著.这样一来，6s电子受到的屏蔽作用就比相对论性效应较弱的5s电子受到的屏蔽作用小，原子核对6s电子的吸引力较大，因而第六周期重过渡元素有较小的原子半径和较大的稳定性。
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（一）旋轨作用
（二）相对论性收缩(直接作用)
（三）相对论性膨胀(间接作用)
内层轨道能量下降，外层轨道能量上升。轻重原子相比,重原子的相对论性效应更为显著,这是因为重原子的m亦即mC2较大之故。如内层轨道能量下降，它意味着轨道将靠近原子核,原子核对内层轨道电子的吸引力增加，电子云收缩，这称为相对论性收缩(直接作用)。这种作用对sp轨道尤为显著。由于内层轨道产生的相对论性收缩，屏蔽作用增加，使得原子核对外层电子的吸引减弱，导致外层轨道能级上升，电子云扩散，这意味着轨道远离原子核。这称为相对论性膨胀(间接作用)。相对论性膨胀一般表现在d，f轨道上。显然，重原子内层轨道产生的相对论性收缩更为显著，其结果又直接造成重原子外层轨道产生的相对论性膨胀显著的结果。较重的Au比Ag有更强的相对论性效应，其6s能级下降幅度大于Ag的5s。
由于重原子相对论性收缩更为显著，所以
1、Au的原子半径(144.2pm)小于Ag(144.4pm)
2、Au的第一电离势(890kJ·mol-1)大于Ag(731kJ·mol-1),Au是更不活泼的惰性金属
3、Au的电子亲合势大于Ag,Au能同Cs，Rb等生成Au显负价的化合物(如CsAu,RbAu),而Ag却无负价(电负性Au2.4,Ag1.9)
4、Au的化合物的键长比Ag的类似化合物键长短
5、由于Au的5d能级的相对论性膨胀(间接作用)大于Ag的4d能级
6、Au可以形成高价化合物(+3价，+5价)，而Ag的高价不稳定
Au5d→6s跃迁能级差小(2.3eV，1855，1cm-1)，相当于539nm，吸收蓝紫色光,显红黄色；Ag4d→5s距离较大,吸收紫外光,显银白色
7、Au的第二电离势(1980kJ·mol-1)小于Ag(2074kJ·mol-1)类似地，Tl，Pb，Bi最高价比In，Sn，Sb不稳定也完全可以从6s电子的相对论性收缩得到解释。电子对效应突出的体现在第六周期p区元素中。如Tl，Pb和Bi较族价物种稳定。Tl，Pb和Bi的氧化物，氟化物表现高氧化态，而硫化物，卤化物只存在低氧化态。如PbO2，PbF4，PbS和PbI2，而无PbS2和PbI4；NaBiO3是非常强的氧化剂，而Bi2S3或BiCl3则是氧化还原反应的稳定物种；Tl+能在水溶液中稳定存在。这种特性甚至延伸到单质汞Hg的稳定性。
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即光电子动能近似等于γ射线能量.值得注意的是，由于必须满足动量守恒定律，自由电子（非束缚电子）则不能吸收光子能量而成为光电子．光电效应的发生除入射光子和光电子外，还需有一个第三者参加,这第三者就是发射光电子之后剩余下来的整个原子．它带走一些反冲能量，但这能量十分小．由于它的参加，动量和能量守恒才能满足．而且，电子在原子中被束缚得越紧（即越靠近原子核的电子），越容易使原子核参加上述过程．所以在K壳层上发生光电效应的几率最大．是入射光子hv发生康普顿散射的示意图，hv’为散射光子的能量；θ为散射光子与入射光子方向间的夹角，称散射角；Ф为反冲电子的反冲角。
康普顿散射与光电效应不同．光电效应中光子本身消失，能量完全转移给电子；康普顿散射中光子只是损失掉一部分能量．光电效应发生在束缚得最紧的内层电子上；康普顿散射则总是发生在束缚得最松的外层电子上．我们可以分析一下散射光子和反冲电子的能量与散射角的关系．入射光子能量为Er=hv,，动量为hv/c，碰撞后,散射光子的能量为Er=hv’，动量为hv’/c，反冲电子的动能为Ee，总能量为E，动量为P。从(2.2.8)、(2.2.9)和(2.2.10)式可以看出：
1、当散射角θ＝0°时，散射光子能量Er=Er’，达到最大值．这时反冲电子的能量Ee=0．这就是说，在这种情况下入射光子从电子近旁掠过，未受到散射,所以光子能量没有损失。
2、当θ＝180°时，入射光子与电子对心碰撞后，沿相反方向散射出来，而反冲电子沿着入射光子方向飞出，这种情况称反散射．这时散射光子能量最小，即Er’min=Er/(1+2Er/m0c2)此式可以推断出，即使入射光子的能量变化很大，反散射光子的能量都在200KeV左右．这也是能谱上容易辨认反散射峰的一个原因。发生康普顿效应时，散射光子可以向各个方向散射．对于不同方向的散射光子，其对应的反冲电子能量也不同．因而即使入射γ光子的能量是单一的，反冲电子的能量却是随散射角连续变化的．理论计算和实验都表明入射光子的康普顿反冲电子能谱。电子对效应是γ光子从原子核旁经过时，在原子核的库仑场作用下，γ光子转化为一个正电子和一个负电子的过程．根据能量守恒定律，只有当入射光子能量hv大于2m0c2，即hv>1.02MeV时，才能发生电子对效应。
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| 同离子效应 | 基调效应 | 啤酒效应 |
1、http://www.fushefh.com/newsview/2/newsshow_471.asp
2、http://222.200.137.13/system/lw/courseStudy.php?typeId=3&info_type=11
3、http://www.ihep.ac.cn/xuemi/zhaozhongyao/li-binan.htm
