《核外电子运动状态的描述 演示文稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核外电子运动状态的描述 演示文稿（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、原子结构第一课时O816 22- 2离子电荷原子个数质量数质子数化 合 价数字的位置不同，所表示的意义就不同。有志者事竟成第一节 原子的组成 一、原子的组成原子原子核核外电子Z个质子Z个中子(A-Z)个原子序数=核内质子数=核电核数=核外电子数原子的质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 量子力学对核外电子运动状态的描述n（一）薛定谔方程（Schrdinger Equation）n1926年奥地利物理学家 Erwin Schrdinger (1887 1961)提出.n用于描述核外电子的运动状态， 是一个波动方程，为近代量子力学 奠定了理论基础。（一）薛定谔方程 (续)Schrdinger
2、波动方程在数学上是一个二阶偏微分方程。有志者事竟成 核外电子运动状态的描述离原子核越近，能量越低，离核越远，能量越高。电子在核外的运动状态比较复杂，需用四个 参数来表示n，l，m，ms.1.主量子数(n)电子层主量子数(n)：用来表示核外电子运动离核远近的数值。n = 1、 2、3、 4、 5、6、 7电子层： K、L、M、N、O、P、Q电子层能量高低顺序： KL M N O P Q有志者事竟成 2.副量子数 (l)电子亚层副量子数l 表示处在同一电子层而有不同能量、不同形状 的电子云。l 取小于n的整数，即：l=0、1、2、3、(n-1)s、p、d、f 例如： 当n=1时，l=0(s) 只有
3、1s亚层当n=2时，l=0，1 有2s、2p两个电子亚层l=0 l=1 l=2 l=3n值12345l值00 10 1 20 1 2 30 1 2 3 4能级符 号1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p 5d 5f 5gn与l的关系及能级符号有志者事竟成思考1：当n=3时，有哪些电子亚层？当n=4时，l=0，1 ， 2 , 3有4s、4p，4d, 4f四个电子亚层当n=3时，l=0，1 ，2 有3s、3p，3d三个电子亚层思考2：若n=4，有哪些电子亚层？有志者事竟成 3.磁量子数(m) 电子云的伸展方向同一电子亚层中，相同形状的电子云在空 间的不同伸展方向。如：电子亚
4、层s有1个伸展方向m=0, 电子亚层p有3个伸展方向m=0, 1电子亚层d有5个伸展方向m=0, 1, 2电子亚层f有7个伸展方向m=0, 1, 2, 3每一种具有一定形状和伸展方向点的电子 云所占据的空间就是一个原子轨道.原子轨道:有志者事竟成 4.磁量子数（ms)电子自旋自旋量子数是描述电子自旋方向的数值。电子自旋只有两个数值：+1/2和-1/2,两个相反的 方向,顺时针和逆时针,可用“” 和“”来表示.每一个原子轨道最大能容纳的电子数为2个.请回顾描述原子核外电子运动状态的参数 有哪些?主量子数n :1、2、3、4、5、6、7或K、L、M、N、O、P、Q副量子数l:0、 1、2、 3、
5、n-1或s、p、d、f磁量子数m:0 1、 2 l自旋量子数ms: +1/2和-1/2,电子自旋运动有志者事竟成为什么第二电子层中，最多只能容纳8个电子？答：因为第二层，n=2，有两个电子亚层l=0 l=1磁量子数00 1轨道数13因此第二层共有4个原子轨道，每个原子轨道最 多容纳2个自旋方向相反的电子，所以，第二层最 多容纳8个电子。有志者事竟成1.为什么第三电子层中，最多只能容纳18个电子？n=3 l=0 m=0l= 1 m= 0, 1 l=2 m= 0, 1 ,2轨道数为135第三层原子轨道总数为1+3+5=9，每个原子轨 道最多容纳2个自旋方向相反的电子，92=18四个量子数描述核外电
6、子运动的可能状态n例： 原子轨道 msn n = 1 1s (1个) 1/2n n = 2 l = 0， ml = 0 2s (1个) 1/2n l = 1， ml = 0 , 1 2p (3个) 1/2n n = 3 l = 0， ml = 0 3s (1个) 1/2n l = 1， ml = 0 , 1 3p (3个) 1/2n l = 2， ml = 0 , 1， 2 3d (5个) 1/2n n = 4 ?5.N电子层最多可容纳的电子数目为( )A.8 B.10 C.18 D. 326.占有同一轨道的电子数最多为( )A.1 B.2 C.8 D.18 7.在副量子数为l 的能级(亚层)
7、上,最多能容纳的 电子数为（ ）A.2l2 B.2l+2 C.4l+2 D.2l 8.下列电子亚层中,可容纳的电子数最多的是 ( )A.n=1，l=0 B.n=2，l=1 C.n=3，l=2 D.n=4，l=3 9.下列电子运动状态中,正确的是( )A.n=1,l=1,m=0 B.n=2,l=0,m=1 C.n=3,l=3,m=3 D.n=4,l=3,m=2DBCDD电子自旋运动四个量子数n、l、ml和ms的意义(续)(4)自旋量子数msms = 1/2, 表示同一轨 道中电子的二种自旋状 态。n根据四个量子数的取值 规则，则每一电子层中 可容纳的电子总数为2 n2.四个量子数n、l、m和ms
8、的意义n(1) 主量子数n (principal quantum number )nn = 1, 2, 3, 4正整数，它决定电子离核的平均距离、能级 和电子层。n1.确定电子出现最大几率区域离核的平均距离。n,则平 均距离。n2.在单电子原子中，n决定电子的能量;在多电子原子中n与l一起决定电子的能量:（Z*与n、l有关）3. 确定电子层（n相同的电子属同一电子层）:n 1 2 3 4 5 6 7电子层 K L M N O P Q四个量子数n、l、ml和ms的意义(续)n(2) 角量子数l (轨道角动量量子数, orbital angular momentum quantum number
9、)n对每个n值 : l = 0, 1, 2, 3n-1，共有 n个值.n1. 确定原子轨道和电子云在空间的角度分布情况（形状）；n2.在多电子原子中，n与l一起决定的电子的能量；n3.确定电子亚层(下图)： l 0 1 2 3 4 电子亚层： s p d f gn4.决定电子运动的角动量的大小：|M| = l(l+1)1/2 h/2 l=0 l=1 l=2 l=3an f orbital3. 四个量子数n、l、ml和ms的意义(续)n(3) 磁量子数ml (或m) n对每个l 值, ml = 0,1, 2, l .（共有“2l + 1”个值）n1. ml值决定原 子轨道或电子云在空间的伸展方向: 由于ml可取（2l + 1）个值，所以相应于一个l值的 电子亚层共有（2l + 1）个取向，例如d轨道，l = 2 ， ml = 0，1, 2，则d 轨道共有5种取向。 n2. 决定电子运动轨道角动量在外磁场方向上的分量 的大小：
