[材料科学]第五章+原子结构.ppt

元素性质的周期性 原子轨道与电子云 角度分布的两点区别 z z z z z z x x x x x x x y y y y y s 原子轨道 电子云 有+、-号 无+、-号 肥胖 瘦 1s的ψ2—r图及电子云 1s电子云的界面图 . 界面内电子出现的概率为90% 界面图外发现电 子的概率可忽略 ψ2相等的各点连 接起来所得的空间 曲面 等概率密度面 界面 电子云的界面图 径向分布函数D(r) R2(r) ~ r 作图 D(r) ~ r 作图 O r D(r) 1s D(r)与R2(r)不同 极大值的位置不同 R(r)—近核处 D(r)—玻尔半径 （二种形式） (1) 2s态： 3.氢原子的激发态 n=2, l=0, m=0 节面 峰数= n－ l (a)2s的ψ2 —r 图及电子云 (b) 2s D(r) ~ r图 2s 3s ? r D (r) n——大， 极大值峰——多 最高峰值离核越远 l——小， 极大值峰——多 第一个峰离核越近 l 相同 n相同 ? r 3s 3p 3d D (r) (2) 2p态： n,l,m 轨道 ψ(r, θ, φ) R(r) Y(θ, φ) 2,1,0 2pz 2,1,±1 2px 2py n =2 , l =1 , m = +1,0,-1 + － 30° 60° θ 第三节 核外电子的分布 一. 多电子原子轨道的能级 三个概念 屏蔽效应 二张图 L pauling的原子轨道近似能级图 Cotton原子轨道能级和原子序数的关系图 钻穿效应 能级交错 只受到原子核的吸引 受到原子核的吸引， 氢原子中的电子： 多电子原子中的电子： 受到其它电子的排斥。 内层→外层 外层之间 结果： 原子核 外层电子 吸引力 减 弱 — 被屏蔽的电荷 （屏蔽系数） Z- —有效核电荷 屏蔽效应： 在多电子原子中， 核电荷对某个电子 的吸引力， 因其它电子对该电子的排斥 而被削弱的作用。 屏蔽效应大小的规律： (1) 外层电子对内层电子没有屏蔽作用 (可忽略不计) (2) n相同，l不同： 电子之间的屏蔽效应： 原子轨道能级顺序： ns＜np＜nd＜nf Ens＜Enp＜End＜Enf 电子之间的屏蔽效应： (3) 原子轨道能级顺序： 1s ＜2s＜3s＜4s…… 或 2p＜3p＜4p＜5p…… E1s＜E2s＜E3s＜E4s …… 或 E2p＜E3p＜E4p＜E5p …… n不同，l相同： 钻穿效应： 电子进入原子内 部空间，受到核的较 强的吸引作用 (4) n、l都不同： 2s,2p轨道的径向分布图 如：E4s＜E3d＜E4p E6s＜E4f＜E5d＜E6p 能级交错： (钻穿效应造成的) 3d 与 4s轨道的径向分布图 用E=n+0.7l 解释： E6s = 6 + 0.7×0 = 6 E4f = 4+ 0.7×3 = 6.1 E5d = 5 + 0.7×2 = 6.4 E6p = 6 + 0.7×1 = 6.7 E6s＜E4f＜E5d＜E6p 每一方框： 能级组的划分： E = n + 0.7l 鲍林(L Pauling) 近似能级图 能级组(周期) 原子轨道近似能级图 7 1s 2p 2s 3p 3s 4s 4p 3d 5s 5p 4d 6 5 4 3 2 1 7s 6d 7p 5f 6s 5d 6p 4f E6s = 6 + 0.7×0 = 6 E4f = 4+ 0.7×3 = 6.1 E5d = 5 + 0.7×2 = 6.4 E6p = 6 + 0.7×1 = 6.7 E6s＜E4f＜E5d＜E6p n、l相同， 主要解决电子的填充顺序问题 鲍林(L Pauling) 近似能级图 简并轨道 m不同， 能量相等的轨道。 (等价轨道)： 原子轨道近似能级图 7 1s 2p 2s 3p 3s 4s 4p 3d 5s 5p 4d 6 5 4 3 2 1 7s 6d 7p 5f 6s 5d 6p 4f 核外电子向原子轨道填充的顺序： 1s 3s 3p 1s 2s 2p 3d 4p 4s 5p 5s 4d 5d 4f 6s 6p 5f 7s 7p 6d l n 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p ······ 7 1s 2p 2s 3p 3s 4s 4p 3d 5s 5p 4d