第二节核外电子运动状态的描述课件.ppt

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1、第 二 节核 外 电 子 的 运 动 状 态,一、核外电子运动特征,（二）电子的波粒二象性（三）测不准关系 x.ph x 为确定粒子位置时的测不准量，p为确定粒子动量时的测不准量，h为普朗克常数。,（一）能量的量子化原子核外电子吸收或发射能量，是不连续的，这种不连续的吸收或发射能量的过程叫做能量的量子化。,（一）电子云定义：电子在原子核外一定空间运动，其统计图像犹如带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，形象地称之为电子云。说明：电子云为一个统计结果，一个小黑点表示某一瞬间电子曾在此出现过。电子云是电子在空间出现的概率密度分布的形象化表示。,二、核外电子运动状态的描述,电子云界面图：将电子出现概率相等

2、的各点联结成一个曲面，如果在某一个曲面内电子出现的总概率达到95%以上，则这个曲面就成为电子云的界面图。原子轨道：把在一定电子层上，具有一定形状和伸展方向的电子云所占据的空间称为一个原子轨道。,二、核外电子运动状态的描述,（二）核外电子运动状态的描述,1.主量子数（n）电子层,描述电子所属电子层离核远近的参数。n 越大，电子运动区域离核越远；n越小，电子运动区域离核越近。,电子层能量：,KLM NOPQ,n也是决定电子能量的主要因素,取值：1,2,3,为自然数,（二）角量子数（l）电子亚层或能级,描述原子轨道形状的参数取值：0,1,2,3,(n-1)，有n个。,同一电子层中原子轨道的能量：,E

3、 ns E np E nd E nf,多电子体系由n和l共同决定(通过E=n+0.7l近似计算）,s,角量子数l,电子亚层符号,原子轨道形状,p,d,f,g,球形,无柄哑铃形,花瓣形,形状复杂,角量子数是决定电子能量的次要因素,4s 4p 4d 4f,3s 3p 3d,2s 2p,1s,原子轨道符号,s p d f,s p d,s p,s,电子亚层符号,0 1 2 3,0 1 2,0 1,0,l,4,3,2,1,n,主量子数、角量子数的关系及原子轨道的表示方法,一个电子层中所含的电子亚层的数目等于主量子数n。,（三）磁量子数（m）-电子云的伸展方向,描述电子云（或原子轨道）在空间伸展方向的参数

4、，不影响电子能量。,取值：为0,1,2l,共 2l+1 个。每个取值代表电子云的一个伸展方向，即一个原子轨道。,磁量子数m的取值范围,0(s)1(p)2(d)3(f),0 1 0 1 2 1 0 1 23 2 1 0 1 2 3,1357,n，l值相同的原子轨道称为等价轨道或简并轨道简并轨道能量相同同一亚层的3个p轨道，5个d轨道，7个f轨道都分别属于简并轨道,等价轨道（简并轨道）,n：0的自然数；l：0 l n-1的自然数，即0，1，2 n-1m：l m l，即0，1，2 l。,n、l、m 的取值规则：,n、l、m的每一合理组合都确定了一个原子轨道，其中,n决定原子所在的电子层，l确定原子轨

5、道的形状，m确定原子轨道的空间伸展方向。n和l共同决定原子轨道的能量（氢原子除外）,取值:ms+1/2，-1/2,（四）自旋量子数ms,描述电子自旋状态的参数，,每个ms值表示电子的一种自旋方向。符号用“”和“”表示每个原子轨道最多能容纳 2 个自旋相反的电子。,n、l、m、ms四个量子数确定后，电子的运动状态也就确定了。,四个量子数与 电子运动状态之间的关系,主量子数 n 1 2 3 4(电子层)K L M N,角量子数l(轨道种类),磁量子数m 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3亚层轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7(2l+1)电子层轨道数n2 1 4 9

6、16电子层最多容纳电子数2n2 2 8 18 32,0 1,0,0 1 2,0 1 2 3,s p d f,s p d,s p,s,0,0,0,0,0,0,三、原子轨道能级图,（一）多电子原子轨道的能级1.能级：,每一个亚层看作一个能级（有自己确定的能量E=n+0.7l）,表示方法：电子层序数+亚层符号,例如:1s、2s、2p、3s、3p、3d,2.能级组定义：在原子轨道能级中，按E=n+0.7l，将能级能量的整数值相同的能级归为一组，称为一个能级组。能级组序号：整数值为1的称为第一能级组，整数值为2的称为第二能级组,三、原子轨道能级图,3.能级图 将能级组按照能量由低到高的顺序排列，得到的排

7、列图称为能级图。,三、原子轨道能级图,每一个能级组都是以s开始，以p结束。,4.能级能量高低的比较(1)l相同时，n愈大，能级能量愈高。E1s E2s E3s E4s E5s E6s E7s(2)n相同时，l愈大，能级愈高。E4s E4p E4d E4f(3)若n、l都不同，则可由公式E=n+0.7l求算能级的能量，E值越大，能级能量越高。E4s=4+0.70=4 E3d=3+0.72=4.4 E4s E3d,三、原子轨道能级图,通过公式E=n+0.7比较下列能级的大小：（1）E5s E4d（2）E5p E4f,能级交错：主量子数较大的某些能级的能量反而比主量子数小的某些能级的能量低的现象称为

8、能级交错。,三、原子轨道能级图,1.屏蔽效应,概念：在多电子的原子中，每个电子都受到原子核的吸引，同时受到内层电子和同层电子的排斥作用，从而削弱了原子核对该电子的吸引力，这种现象就称为屏蔽效应。,影响：屏蔽效应使原子核对电子的吸引力减少，电子的能量增加。,（二）钻穿效应和屏蔽效应,离核越近的电子对外层电子的屏蔽作用越强；离核越远的电子受其他电子的屏蔽作用越强。,2.钻穿效应,同一电子层的各轨道上的电子的钻穿能力大小顺序为：ns np nd nf。则轨道的能量顺序：Ens Ens,概念：离核较远的电子可能钻到离核较近的内层空间，从而更靠近原子核的现象称为“钻穿效应”,作用：可以使电子避开其他电子对它的屏蔽作用，使有效核电荷增加，能量降低。,本节基本要求,1、掌握四个量子数的名称、符号、取值和制约关系，能用四个量子数讨论电子的运动状态。2、熟悉s、p、d电子云的形状和空间的伸展方向。重点：量子力学表征，四个量子数及取值、制约关系难点：量子力学表征，四个量子数的制约关系,再见,