01 原子结构和元素周期表.ppt

怎样推算出各层(shell)和各亚层(subshell)电子的最大容量? Question 7 Solution 由泡利不相容原理并结合三个轨道量子数之间的关系, 能够推知各电子层和电子亚层的最大容量。 n l 轨道数 亚层最大容量 电子层最大容量 1 0 1个s 2 2 2 0 1个s 2 8 2 5个d 10 3 0 1个s 2 18 1 3个p 6 1 3个p 6 4 0 1个s 2 32 1 3个p 6 2 5个d 10 4 7个f 14 ◆ 洪德规则 (Hund’s rule)： 电子分布到等价轨道时, 总是尽量先以相同的自旋状态分占轨道。即在 n 和 l 相同的轨道上分布电子, 将尽可得分布在 m 值不同的轨道上, 且自旋相同。 例如 Mn 原子： 未成对电子的存在与否, 实际上可通过物质在磁场中的行为确定：含有未成对电子的物质在外磁场中显示顺磁性(paramagnetism), 顺磁性是指物体受磁场吸引的性质；不含未成对电子的物质在外磁场中显示反磁性(diamagnetism), 反磁性是指物体受磁场排斥的性质。 (b) [Ar] (a) [Ar] 3d 4s 根据Hund’s rule, 下列三种排布中哪一种是氮原子的实际电子组态? Question 8 Solution 1.4.1 不确定原理和波动力学的轨道概 念 ● 重要暗示——不可能存在 Rutherford 和 Bohr 模型中 行星绕太阳那样的电子轨道。 ● 具有波粒二象性的电子，不再遵守经典力学规律， 它们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间概率分 布。实物的微粒波是概率波。 ● 海森堡的不确定原理 (Heisenberg’s uncertainty principle ) 不可能同时测得电子的精确位置和精确动量 ！ （1）主量子数 n (principal quantum number) 1.4.2 描述电子运动状态的四个量子数 ◆ 与电子能量有关，对于氢原子，电子能量唯一决 定于n ◆ 确定电子出现概率最大处离核的距离 ◆ 不同的n 值，对应于不同的电子壳层 　 １　２　３　４　５…….. 　 K L M N O…….. ◆ 与角动量有关，对于多电子原子, l 也与E 有关 ◆ l 的取值 0，1，2，3……n-1(亚层） s, p, d, f…... ◆ l 决定了ψ的角度函数的形状 （2） 角量子数l (angular momentum quantum umber) n l 1 2 3 4 （亚层 0 0 0 0 s 1 1 1 p 2 2 d 3 f ) ◆ 与角动量的取向有关，取向是量子化的 ◆ m可取 0，±1, ±2……±l ◆ 取值决定了ψ角度函数的空间取向 ◆ m 值相同的轨道互为等价轨道 （3） 磁量子数m ( magne