第八章第二节核外电子运动状态.pptVIP

一、波函数和原子轨道 薛定谔方程 （Schr?dinger Equation） 1926年奥地利物理学家 Erwin Schr?dinger (1887 – 1961)提出. 用于描述核外电子的运动状态， 是一个波动方程，为近代量子力学 奠定了理论基础。 薛定谔方程 电子自旋运动 四个量子数n、l、m和ms的意义 (1) 主量子数n (principal quantum number ) n = 1, 2, 3, 4…正整数，它决定电子离核的平均距离、能级和电子层。 1.确定电子出现最大几率区域离核的平均距离。n↑,则平 均距离↑。 2.在单电子原子中，n决定电子的能量; 在多电子原子中n与l一起决定电子的能量: （Z*与n、l有关） 3. 确定电子层（n相同的电子属同一电子层）: n 1 2 3 4 5 6 7 电子层 K L M N O P Q 四个量子数n、l、ml和ms的意义(续) (2) 角量子数l (轨道角动量量子数, orbital angular momentum quantum number ) 对每个n值 : l = 0, 1, 2, 3…n-1，共有 n个值. 1. 确定原子轨道和电子云在空间的角度分布情况（形状）； 2.在多电子原子中，n与l一起决定的电子的能量； 3.确定电子亚层(下图)： l 0 1 2 3 4 电子亚层： s p d f g 4.决定电子运动的角动量的大小： |M| = [l(l+1)]1/2 ? h/2? 3. 四个量子数n、l、ml和ms的意义(续) (3) 磁量子数ml (或m) 对每个l 值, ml = 0,±1, ±2, …±l .（共有“2l + 1”个值） 1. ml值决定原 子轨道或电子云在空间的伸展方向:由于ml可取（2l + 1）个值，所以相应于一个l值的电子亚层共有（2l + 1）个取向，例如d轨道，l = 2， ml = 0，±1, ±2，则d 轨道共有5种取向。 2. 决定电子运动轨道角动量在外磁场方向上的分量的大小： 三、 概率密度和电子云 * * * 第二节 核外电子运动状态 主讲：邹小南 （一）波函数 Schr?dinger 波动方程在数学上是一个二阶偏微分方程。 解上式方程，需要一定的条件，即量子化条件，需要用三 个量子数n、l、m来表示。 二、四个量子数 电子在核外的运动状态比较复杂，需用四个参数来表示n，l，m，si. 1.主量子数(n) ——电子层 主量子数(n)：用来表示核外电子运动离核远近的数值。 n = 1、 2、3、 4、 5、6、 7 电子层： K、L、M、N、O、P、Q 电子层能量高低顺序： K＜L ＜ M ＜ N ＜ O ＜ P ＜ Q 2.角量子数 (l) ——电子亚层 角量子数l 表示处在同一电子层而有不同能量、不同形状的电子云。l 取小于n的整数，即： l=0、1、2、3、……(n-1) s、p、d、f…… 例如： 当n=1时，l=0(s) 只有1s亚层 当n=2时，l=0，1 有2s、2p两个电子亚层 角量子数的引入是由于电子绕核运动时，还具有一定的角动 量，角动量绝对值和角量子数的关系式为： L=h/2π*√l(l+1) l=0 l=1 l=2 l=3 5s 5p 5d 5f 5g 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s 能级符号 0 1 2 3 4 0 1 2 3 0 1 2 0 1 0 l值 5 4 3 2 1 n值 n与l的关系及能级符号 有志者事竟成 思考1：当n=3时，有哪些电子亚层？ 当n=4时，l=0，1 ， 2 , 3 有4s、4p，4d, 4f四个电子亚层 当n=3时，l=0，1 ，2 有3s、3p，3d三个电子亚层 思考2：若n=4，有哪些电子亚层？ 有志者事竟成 3.磁量子数(m) ——电子云的伸展方向 同一电子亚层中，相同形状的电子云在空间的不同伸展方向。 如：电子亚层s有1个伸展方向m=0, 电子亚层p有3