16-8 多电子原子中电子分布问.PPTVIP

* 16-8 多电子原子中电子分布 * 问: 当原子中具有两个以上的电子时 , 电子在原子中是如何分布的呢 ? 一 四个量子数 1 能量量子化和主量子数 主量子数 2 角动量量子化和角量子数 轨道角量子数 氢原子的能量 电子轨道角动量 z z z 空间量子化 3 空间量子化和磁量子数 轨道角动量磁量子数 某特定方向分量 塞曼效应实验装置 1896年荷兰物理学家塞曼发现在强磁场中，原子的光谱线发生分裂现象. 钙原子的谱线分裂 无磁场 有磁场 塞曼效应的观察 钠主线系的双线 反常花样 L L 锌的单线 正常三重线 L L L L 洛伦兹单位 问：塞曼效应产生的原因是什么呢？ 4 电子的自旋 自旋磁量子数 z 电子自旋在z轴上分量量子化 电子自旋角动量（电子的基本属性，无经典对应） 自旋量子数 自旋磁量子数 自旋角动量量子化 史特恩 – 盖拉赫实验 1921年斯特恩和盖拉赫首先发现类氢元素锂原子射线束经过非均匀磁场后分成对称的两束（银、铜等原子也有此现象）. 根据量子力学理论, 其原因与电子的自旋有关. S 屏 有磁场 无磁场 非均匀磁场 原子源 狭缝 N 实 验 装 置 原子序数: 原子中电子数目（原子核电荷数）. 1869年，门捷列夫首先提出元素周期表（按原子量的次序排列），反映元素性质的周期性变化. 玻尔第一个给予周期表物理解释,（1916－1918年）把元素按电子组态的周期性排列成表. 1925年泡利提出不相容原理后，才比较深刻地理解到，元素的周期性是电子组态周期性的反映. 而电子组态的周期性与特定轨道的可容性相联系. 二 多电子原子中电子的分布 不变 泡利不想容原理（1925年） 在一个原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数（ ），即原子中的每一个状态只能容纳一个电子. 轨道取向量子数 自旋取向量子数 描述电子运动状态的量子数 泡利（W. Pauli, 1900-1959） 决定电子所处状态的准则 （1）泡利不相容原理（每状态允许容纳的电子数）； （2）能量最小原理（体系能量最低时，体系最稳定）. 主量子数 n : 决定电子能量的主要部分，相同 n 的电子在同一壳层. 电子按能量分成许多壳层，能量相同的电子可视为分布在同一壳层. 角量子数 l ：同一壳层中l = 0，1， , （n-1），不同的 l 形成分壳层. 分壳层 l 最多电子数 壳层 n 最多电子数 原子壳层和分壳层中最多可能容纳的电子数 l 0 1 2 3 4 5 6 s p d f g h I n 1 2 3 4 5 6 7 K L M N O P Q 2(1s) 2(2s) 2(3s) 2(4s) 2(5s) 2(6s) 2(7s) 6(2p) 6(3p) 6(4p) 6(5p) 6(6p) 6(7p) 10(3d) 10(4d) 10(5d) 10(6d) 10(7d) 14(4f) 14(5f) 14(6f) 14(7f) 18(5g) 18(6g) 18(7g) 22(6h) 22(7h) 26(7i) 2 8 18 32 50 72 98