原子物理学课件第7章原子壳层结构.ppt

第七章 原子的壳层结构,第一节 元素性质的周期性变化,一、元素周期表概况,1、元素顺序（1869年）,（1）最初按原子量排列,：不完善,（2）后来按原子序数排列,：完善，性质呈周期性,2、元素数目,最初：63种；现在：119种；,二、元素性质的周期性,1、化学性质呈周期性,2、物理性质呈周期性,（1）光谱结构呈周期性：同竖行中的元素光谱结构相似,（2）电离能呈周期性,（3）其他物理性质呈周期性(原子体积等）,192自然界，93119人工,（宏观性质）,第二节 原子的电子壳层结构,宏观性质周期性 微观周期性,一、描述一个电子状态的量子数,1、强磁场下,2、弱磁场下,电子状态排列周期性,强磁场下，电子的轨道运动和自旋运动分别对外磁场取向量子化。,弱磁场下，电子自旋与轨道运动角动量耦合，形成总角动量，在外磁场中取向量子化,二、电子的壳层分布,主壳层,具有相同n的那些状态上的电子构成一主壳层。,n=1,2,3,4 K,L,M,N,次壳层,n l 相同的那些状态的电子构成一次壳层。,一个主壳层中含n个支壳层。,1.强磁场,2、弱磁场下,3.无磁场时，结论不变,（共10个）,（共18个）,总结,1、支壳层 最多可容纳 个电子。,2、主壳层,3、闭合壳层,支壳层满 个，,=2n2,主壳层满 2n2 个。,最多可容纳 2n2 个电子。,第三节 原子基态的电子组态及原子态,一、基态电子填充规则,1、遵从泡利原理,2、遵从能量最低原理,-莫色勒定律：,（1）等电子体系,（2)莫色勒定律,1）能量无交叉,2）能量有交叉,碱：,类 Li：,作用：,确定能量高低，Tn最大En最小,经验规则：,二、基态原子态确定规则,1、根据泡利原理确定物理上允许的原子态,2、根据洪特定则确定原子态的能级次序,（1）S大为最低。,（2）S一定，L大为最低。,三、原子基态时电子组态及原子态,1、第一周期的元素,H,-1S,-2S1/2,-1S0,H;He,2.第二周期元素：从LiNe,确定基态原子S值的方法：1）支壳层电子不超过半满，所有电子自旋取向相互平行2）超过半满，则半满个电子自旋取向平行，超过半满的电子自旋取向相反。保证不违反泡利原理的前提下，S取值最大。,求基态原子L值的方法：使未满支壳层电子的ml值按l,l-1,-l,l,.顺序取值保证不违反泡利原理的前提下，L取最大值。,确定基态原子J值的方法按LS耦合计算J值，并判断正常或倒转次序,注：电子数半满以上的轨道，具有倒转次序电子数少于半满的轨道，具有正常次序,轨道图,3.第3周期Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar(1118),闭合,(空3d),4、第4周期：KSc_ Ni Cu Zn GaK r,过渡元素性质相似。,-2S1/2,闭合,(空4d 4f),5、第5周期，与以上相似,6、第6周期,（5556）（稀土）（7278）（7980）（8186）先 6s4f5d6s6p,7、第7周期,钫7S锕6d5f（8788）（8990）（91103）,5S1 5S2 4d1.4d8 5S15S2 5P1.5P6,铷Rb-,总结规律,（1）电子每进入一个新主壳层，一个新周期开始。,（2）每当各支壳层闭合时，原子基态原子态为：,推论（1）闭合壳层总角动量为：,（2）原子实总角动量为：,例：镍（28）基态电子组态3d84s2，求其原子态,超过半满，倒转次序,原子态,电子总尽量占据不同的轨道,