原子结构和元素周期律（精品PPT）.ppt

“机会”的百分数(或小数)称为概率 第二节 量子数和原子轨道 n ，l值代表一个能级 如： n=4 l=0 m=0 4s 轨道 (一个) 思考题1: n=3时，有3s,3p,3d,3f 四条轨道？ 思考题3：有无以下的电子运动状态?(命题按n，l，m，s顺序) 二、原子轨道和电子云的图形 2. 原子轨道的角度分布 s轨道---球面---球形 2. 原子轨道的角度分布 p轨道---双波瓣图形 A---角度分布图，B---电子云 d轨道---两个节面，橄榄形波瓣 3. 原子轨道的径向分布 （1）R2n,l(r)图 原子轨道的电子云的径向分布图能表现电子离核的远近。1s轨道的R21s(r)对r图如右。离核越近，1s电子出现的概率密度越大。 在原子核处概率密度将达最大值，岂不是电子最可能出现在原子核上？注意概率密度和概率有区别。 3. 原子轨道的径向分布 （2）径向分布函数 概率=概率密度×体积 距核r处的体积表示：半径r的球面与球面微厚度dr的积4πr2 dr。 概率 =概率密度×体积 = R2 n,l (r) 4πr2 dr = D(r) dr 式中定义了径向分布函数D(r): D(r) = R2 n,l (r) 4πr2 3. 原子轨道的径向分布 （3）径向分布函数图 3. 原子轨道的径向分布 从径向分布函数图可以看出： 在基态氢原子中电子概率的极大值在r＝a0（52.9pm）处，a0称为玻尔半径。 核附近概率密度虽大，但r极小，体积几乎为零，概率也小得为零。 径向分布函数图有(n- l)个峰。n一定时，l 越小，峰越多，电子在核附近出现的可能性越大。例如，4s的第一个峰甚至钻到比3d的主峰离核更近的距离之内去了。外层电子也可以在内层出现，这也反映了电子的波动性。 如：19 K 原子轨道近似能级图 n=4 l=1 m=0,±1 4px ，4py ，4pz 轨道(三个) n=4 l=2 m=0,±1, ±2 轨道(五个） n=4 l=3 m=0,±1,±2,±3 4f 轨道 (七个） n 、 l 相同 , m 不相同互称为等价轨道或简并轨道 ⒋ 自旋角动量量子数 s 表示电子自旋的两种相反方向 s = ±1/2 常用“↑”、“↓”表示 n ，l ，m ，s 每组取值代表电子的一种运动状态。 n = 3 l = 0 1 2 1个3s 3个3p 5个3d 思考题2：s 电子绕核运动，其轨道为一圆圈 ? s 电子运动的概率密度分布为球形对称。 共9个轨道 × × (1, 1, 0, 1/2) (2, 0, ±1,-1/2） (3, 2, -2,-1/2) (4, 3, -1,-1/2) × l 应n × |m|最大=l √ 3d √ 4f 思考题4：填充合理的量子数（命题按n,l,m,s顺序） (?, 1, 0, 1/2) n = 2,3, … ∞ (3, 2, ?, 1/2) m = 0,±1,±2 (4,?,-1, 1/2) l = 3,2,1 (1, 0, 0, ?) s =±1/2 四个量子数小结 描述一个原子轨道要用三个量子数（n、l、m）， 描述一个电子的运动状态要用四个量子数（n、l、m、 si ） 。 例9-3 已知基态Na原子的价电子处于最外层3s亚层，试用n、l、m 、 si量子数来描述它的运动状态。 解：最外层3s亚层的 n=3 、l=0、m =0 、 si 有两种 可能，所以它的运动状态可表示为： 3，0，0，+1/2 或 3，0，0， -1/2 ⒈ 直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,?,?)的转换 qjzb Ψ(x,y,z) →Ψ(r,θ,φ) = Rn,l(r)·Yl,m(θ, φ) （径向波函数·角度波函数） a b c D(r) 的意义：电子在一个以原子核为中心,半径为 r，微单位厚度为dr的同心圆薄球壳夹层(其体积为dv)内出现的概率。反映了氢原子核外电子出现的概率与距离 r 的关系。 ?