第23章原子中的电子分解.ppt

2．电子的自旋－轨道耦合 三．原子能级精细结构 玻尔磁矩： §23-4 斯特恩-格拉赫实验 施特恩和盖拉赫实验 包含了原子内所有电子的轨道角动量导致的轨道磁矩以及其他磁矩。 观察到的两条对称的线状原子沉淀，证实原子磁矩以及相应原子角动量的空间量子化。 如果只考虑电子的轨道角动量，角动量以及磁矩在外磁场方向的投影应该为（2l+1）种，对于实验采用的基态银原子(l=0),应该不分裂。 提出电子自旋的假说。进一步的实验证明了电子自旋。 1925年乌伦贝克（G.E.Uhlenbeck）和古兹米特（S. Goudsmit）根据施 — 盖实验的事实，提出了大胆的假设： 电子带负电，磁矩的方向和自旋的方向应相反。 电子不是质点，有固有的自旋角动量 和相应的自旋磁矩 和朝下两种取向。 这一经典图象 若把电子视为r =10 -16 m的小球， 算出的电子表面速度 c ! 相对于外磁场方 向（z）， 有朝上 z 按 S ? 估 受到了泡利的责难。 §23-5 原子中电子的排布 一. 电子状态量子数 原子中电子的状态应由下列四个量子数来确定： 推论： 二. 核外电子排列法则 1. 泡利不相容原理 在一个原子系统内，不可能有两个或两个以上的电子具有相同的状态（四个量子数都相同的量子），这称为泡利（W．Pauli）不相容原理。 2. 能量最小原理 原子系统处于正常状态时，每个电子趋向占有能量最低的能级。 一般地，主量于数n越小，能级越低。同一n，l越小，能级越低，但也有反常的情况。 The Nobel Prize in Physics 1945 for the discovery of the Exclusion Principle, also called the Pauli Principle ??????????????????????????????? Wolfgang Pauli Princeton University Princeton, NJ, USA b.1900d.1958 三. 各种原子的核外电子排列 (2)2s (4)3s (1)1s (6)4s (9)5s (16) 7s (3)2p (12) 6s (5)3p (8)4p (11) 5p (15) 6p (19) 7p (7)3d (10) 4d (14) 5d (18) 6d (13) 4f (17) 5f Periodic Table of the Elements 1 1 H 3 Li 4 2 Be 11 12 Na Mg 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr He 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 55 Cs 56 Ba 57 La 58 72 Hf 73 74 W Re Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 105 107 108 109 Bh Hs Mt Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr Lanthanides Actinides 106 Ta 94 76 94 Pu Sg 75 2 3 4 6 5 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 11 113 115 118 111 110 112 114 116 Db (Ha) Db 四. 元素周期律 习 题 4,7,9 氢原子n=2 的各状态的电子云图 (a)l=0,ml=0;(b)l=1,ml=0;(c)l=1,ml=+-1 * 1925年，乌伦贝克和歌德斯密特。实际是相对论效应. 解释反常赛曼效应. * 1921年，银原子。 * * 面对按经典图象理解所给出的“荒谬”结果