第6章原子结构与元素周期律讲述.ppt

(6－29) 意义 (1)决定电子自旋角动量沿外磁场方向的分量 Ms 。 4. 自旋量子数 ms 取值 只有两个，+ 1/2 和 - 1/2。电子的自旋方式只有两种，通常用 “ ? ” 和 “ ? ” 表示。 (2)表示电子的自旋方向。 　　综上所述，n，l，m 一组三个量子数可以决定一个原子轨道。但原子中每个电子的运动状态则必须用 n，l，m，ms四个量子数来描述。四个量子数确定之后，电子在核外空间的运动状态就确定了。 Spin direction 自旋方向 spin state 自旋状态 +1/2, -1/2 可用↑和↓表示 ms spin magnetic quantum number 自旋磁量子数 direction 方向 orbital 轨道 0, ?1, ?2, ?, ? l m magnetic quantum number 磁量子数 shape 形状 energy level 能级 0, 1,?, n-1对应 s, p, d, f…... l azimuthal quantum number 角量子数 size 大小 energy shell 能层 1, 2, ? 对应K, L, M, N…... n principal quantum number 主量子数 Indicates 指明 Meaning 表示 Values 取值 Symbol 符号 Name 名称 小结： 练习： 1. 练习6-11 2. 以下哪些符号是错误的？ （a）6s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f 6－3－3 用图形描述核外电子的运动状态 　　虽然不可能同时准确地测定核外某电子在某一瞬间所处的位置和运动速度，但是我们能用统计的方法去讨论该电子在核外空间某一区域内出现机会的多少。 　　电子在核外空间某个区域内出现的机会叫做概率。 　　在空间某单位体积内出现的概率则称为概率密度。 电子运动的状态由波函数 ? ( r，?，? ) 描述，波函数 ? ( r，?，? ) 没有明确的物理意义，但? ? ( r，?，? )?2的物理意义却十分明确，表示空间一点P（r，?，?）处的概率密度，由此可以知道电子在某个区域内出现的概率。 1 电子云图 电子云图是电子在原子核外空间出现的概率密度的形象描述，是|?|2的具体图象。 1s 2s 2p 　　处于不同运动状态的电子，它们的波函数?各不相同，其???2也当然各不相同，即电子云图也不一样。 d 电子云 s 电子云是球形的；p 电子云沿着某一坐标轴的方向上呈无柄的哑铃形状，共有三种不同的取向；d 电子云的形状似花瓣，它在核外空间中有五种不同取向。 利用? ( r, ?, ? ) = R ( r ) Y ( ?, ? ) ，从角度部分和径向部分分别讨论它们随 r 和 ?、? 的变化。 2 径向分布图 ???2 — r 　常用D（r）函数图像来表示波函数的径向分布。 令 D ( r ) = 4?r2???2 　　D ( r ) 是 4?r2 和???2的乘积，距离核较近时，概率密度???2的值较大，但 r 值很小，即球壳的体积较小，故D ( r ) 的值不会很大；距离核较远时，r 值大，球壳的体积大，但概率密度???2较小，故 D ( r ) 的值也不会很大。 D ( r ) 是有极值的函数。从 1s 的径向概率分布图清楚地看到这一点，在 r = r0 = 53 pm 处 D ( r ) 出现极值。即距离原子核 53 pm 处 1s 电子出现的概率最大，这就是电子在核外“按层分布”的第一层。r0 称为 Bohr 半径。 N峰＝ n－l N节 ＝ n－l－1 从概率最大的主峰离核的远近理解核外电子的按层分布。 蓝色为“＋”号，红色为“－”号。图形中各个波瓣的 “+” 号和 “－” 号，与轨道的对称性有关，在讨论原子轨道的成键作用时有重要作用。 3 角度分布图 蓝色为“＋”号，白色为“－”号。 x y z 6－4 核外电子的排布 6－4－1 影响轨道能量的因素 　　在多电子原子中，主量子数 n 相同，角量子数 l 不同的原子轨道，l 越大的，其能量 E 越大。即 E 4s ? E 4p ? E 4d ? E 4f ，这种现象叫做能级分裂。 　　在多电子原子中，有时主量子数 n 小的