第八章--原子结构.ppt

一、认识原子结构的简单历史

古代希腊的原子论（公元前约400年，提出了万物是由“原子”产生的思想）；

1905年，爱因斯坦提出光子学说—光有波粒二象性；卢瑟福原子行星模型说明了原子的组成，具有重大贡献！但仍有问题：问题2：二、氢原子光谱三、玻尔理论1913年，丹麦物理学家玻尔，在卢瑟福原子模型基础上，根据普郎克的“量子学说”和爱因斯坦“光子学说”，提出了新的原子结构理论。Davisson和Germer的电子衍射实验：物质波在空间任一点的强度与粒子在该点出现的概率成正比，故物质波又称概率波（衍射强度大处，电子出现概率大，图中出现亮环纹）一、微观粒子的波粒二象性(Wave-particledualism)2.海森保不确定（测不准）原理(1)将原子中的电子分成如下几组:（1s），（2s,2p），（3s,3p）（3d），（4s,4p）（4d）（4f），（5s,5p）…(2)位于被屏蔽电子右边的各组，对被屏蔽电子的σ=0，即外层电子对内层电子没有屏蔽作用。(3)1s轨道上的2个电子之间σ=0.30，其它主量子数相同的各组电子之间的σ=0.35。(4)被屏蔽的电子为ns或np时，则主量子数为（n-1）的各电子对它们的σ=0.85，小于（n-1）的各电子对它们的σ=1.00周期与能级组的关系drrr+dr4.电子云径向分布图－－－r2ψ2随r变化作图波函数径向部分R本身没有明确的意义，r2ψ2表示电子在离核半径为r的单位厚度的薄球壳内出现的概率。若令：已知D(r)对r作图即得电子云径向分布图52.9pm（玻尔半径）D(r)r1srD(r)2srD(r)2p节面概率峰之间有节面——几率为零的球面。节面电子云空间分布图D(r)r3sD(r)r3pD(r)r3dD(r)对r作图即得电子云径向分布图52.9pm电子云径向分布图特征：峰表示电子出现概率大的半径位置；峰的个数：n-ln越大，离核越远；n相同，平均距离相近，因此从径向分布图来看，核外电子是按n值大小分层排布的，n值决定了电子层的层数。电子云图综合了角度部分和径向部分1s轨道2s轨道2px轨道单电子体系：氢原子或类氢原子核外只有一个电子，其原子轨道的能量只取决于主量子数nn相同的同一电子层内，各亚层的能量是相同的。

E4s=E4p=E4d=E4fE1s＜E2s＜E3s＜E4s……§8-4多电子原子结构一、屏蔽效应和钻穿效应1.屏蔽效应（shieldingeffect）其余电子对指定电子的排斥作用，相当于其余电子抵消了部分核电荷，这种作用称为屏蔽效应。实际作用在指定电子上的核电荷：单电子体系：Z*=Z-σ单电子体系：多电子体系：Z*=Z-σσ称为屏蔽常数，是核电荷的减小值。由Slater规则求解有效核电荷Z*(5)被屏蔽的电子为nd或nf时，则位于它左边各组电子对它的屏蔽常数σ=1.00由Slater规则求解有效核电荷Z*小结：★外层电子对内层电子的屏蔽作用可忽略；★同层电子间的屛蔽作用较小；★内层电子对外层电子的屏蔽作用较大。其余电子对指定电子的排斥作用，相当于其余电子抵消了部分核电荷，这种作用称为屏蔽效应。1.屏蔽效应（shieldingeffect）屏蔽效应小结：★外层电子对内层电子的屏蔽作用可忽略；★同层电子间的屛蔽作用较小；★内层电子对外层电子的屏蔽作用较大。2.钻透效应(penetrationeffect)外层电子钻到内部空间而更靠近核的现象叫电子的钻穿（或穿透）效应。电子钻穿的结果，降低了其余电子对指定电子的屏蔽作用，受到的有效核电荷的作用增强（Z*变大），从而使轨道能量降低。D(r)r3s钻穿能力：∴当n相同时：而单电子原子（离子）E：只与n有关多电子原子（离子）E：与n,l都有关s＞p＞d＞f……EnsEnpEndEnf……D(r)r3sD(r)r3p＜＜＜2s,2p轨道的径向分布图◆钻穿效应解释能级分裂。◆n相同，l越小，钻穿能力越强，能量越低。3d与4s轨道的径