原子物理学课件_5第五章课件.ppt

* 如：(np)2只能按以下方式填充 Ms=1 ML=0 ML=+1 ML=-1 ML=0 ML=+1 -1 0 +1 Ms=-1 -1 0 +1 Ms=0 ML=-2,0,2 ML=-1(×2) ML=0 (×2) ML=1 (×2) ms ＝m’s＝1/2 ms＝1/2 m’s＝-1/2 ms ＝m’s＝-1/2 ML=-1 -1 0 +1 ml (m’l) * 或按课本上表格的形式： 2 2 1 1 3 1 1 1 1 Ms ML 1 1 ms ＝m’s＝-1/2 ms＝1/2, m’s＝-1/2 ms ＝m’s＝1/2 * 然后按照Ms，ML关于原点对称且取连续整数的原则分解，分解时还要保证剩下的状态也能按照上述原则分解，直到全部分解完为止。 斯莱特分析方法：用Ms，ML做坐标轴，在ML～ Ms坐标系中标出相应态数 ML Ms ML Ms ML Ms L=2，S=0，1D2 L=1，S=1，3P2,1,0 L=0，S=0，1S0 2 2 1 1 3 1 1 1 1 Ms ML 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 Ms ML 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Ms ML 0 0 * 所以同科电子npnp的原子态数有五个：1S0，1D2，3P2，1，0 从非同科电子组态的诸原子态中挑选出L+S为偶数的态就是同科电子组态对应的原子态。该方法又称偶数定则。 要求解两个同科电子确定的原子态，还有一种简单的方法： 即，给出一组同科电子后，我们先把它们当成非同科电子，用前面学习的方法直接进行L－S耦合，然后从耦合出来的诸原子态中选出轨道量子数与自旋量子数之和(L+S)为偶数的原子态，就是所给同科电子构成的原子态。 * 如，对于npnp组态，先不考虑它们是不是同科电子，根据L-S耦合，可能构成的原子态为： 其中能够存在的态，即L+S为偶数的态为： 1S0，1D2，3P2，1，0 * §５.4 元素周期表 1．元素性质的周期性 2． 壳层中电子的数目 3．电子组态的能量—壳层的次序 4． 原子基态 * 1869年,人们已经发现了62种元素,这些元素之间有什么规律性呢? 这一年俄国科学家门捷列夫创立了元素周期说。他发现，把元素按原子量进行排列,元素的物理和化学性质都表现出明显的周期性。在作排列时,门捷列夫还发现有三处缺位,他预言了这几种元素的存在以及它们的性质。后来这些元素在实验中先后被发现，它们分别是钪(Sc)，镓(Ga)和锗(Ge)。尽管元素性质的周期性早在1869年就提出来了,但人们对此却无法给出一个满意的解释，直到50年后的Bohr时代才解释了这个现象。1925年Pauli提出不相容原理，人们这才深刻地认识到，元素性质的周期性,是电子组态周期性的反映。 * 人们发现元素的物理化学性质具有周期性，如气态原子失去一个外层电子成为一价的正离子所需的最小能量具有如图所示的周期性。 1. 元素性质的周期性 * 1925年，泡利提出不相容原理之后，人们认识到元素性质的周期性是电子组态的周期性的反映，而电子组态的周期性则联系于特定轨道的可容性。 在多电子原子中，决定电子所处状态的准则有两条： a. 泡利原理，决定壳层中电子的数目。 b. 能量最小原理，体系能量最低时最稳定，决定壳层 的高低次序 * 2. 壳层中电子的数目 为了便于研究电子在原子中的结构，通常我们按照主量子数n和角量子数l 把电子的可能的状态分成一系列壳层；由于泡利原理的限制，多电子原子中电子按照n、l 顺序填充。形象地将主量子数n对应的态称主壳层（壳层），并按能量由低到高分别由英文字母表示为 n=1，2，3，4，5… | | | | | K L M N O…字母表顺序 每个壳层中，可以有n个角量子数l ，即每个壳层可以分为n个支壳层： n：l = 0, 1， 2 ，3，4…(n-1) | | | | | s p d f g…(字母表顺序) * 次壳层：对一个l值，有2l+1个ml值，而每一个ml又有两个ms值（ ms=1/2, -1/2），从而对每一个l可以有2(2l+1)个不同状态，由泡利原理知道每一个状态只可以放置一个电子。即每一个次壳层中可以容纳的最多电子数为： 下面根据泡利不相容原理推导每个壳层和次壳层中可以容纳的最多电子数目： 另外，因为壳层填