物质结构与性质剖析.ppt

自旋量子数ms ms = ?1/2, 表示同一轨道中电子的二种自旋状态。用“ ? 、?” 表示。 每一个原子轨道中又可有两个电子处于自旋方向不同的运动状态，即每个原子轨道中最多可容纳2个电子。 具有一定能层、一定能级和一定轨道的核外电子，称为电子的空间运动状态，如3px为第3能层p能级x轴上的轨道，是一种空间运动状态, 等等。 能 层 一 二 三 四 符 号 K L M N 能 级 1s (2s 2p) (3s3p3d) (4s 4p 4d 4f) 原子轨道 1 (1 3 ) (1 3 5 ) (1 3 5 7) 最多电子数 2 (2 6) (2 6 10) (2 6 10 14) （运动状态）2 8 18 32 所以每一层最多容纳的电子数为2n2个。 电子云 原子核外电子出现的几率密度。 电子云是电子出现几率密度的形象化描述。 2、电子云图象 52.9pm 氢原子电子云径向分布函数图（1） 氢原子电子云径向分布函数图(2) 1、r=o时， D(r)=0 表示原子核处电子出现的几率为0。 2、峰数为(n-l)个。 屏蔽效应 在多电子原子中，电子间的排斥力，相当于减弱了原子核对外层电子的吸引力，即抵消了一部分原子核的正电荷（有效电荷数的减少）。 Z*－有效核电荷；Z－核电荷；σ－屏蔽常数 由于“屏蔽罩”的存在，削弱了核电荷对指定电子的吸引。这种作用称为屏蔽效应 它使电子的能量升高E1sE2sE3sE4s 钻穿效应 在核附近出现几率较大的电子可较多避开其它电子的屏蔽作用，受到有效核电荷的吸引，能量较低。 由于电子的l不同，其几率的径向分布不同，电子钻到核附近的几率较大者受到核的吸引较大，因而能量不同的现象——电子的钻穿效应。 2s电子云径向分布曲线除主峰外,还有一个距核更近的小峰. 这暗示, 部分电子云钻至离核更近的空间,从而部分回避了其他电子的屏蔽。 它使电子的能量降低 E2sE2p，E3sE3pE3d E4sE4PE4dE4f 即n相同，s p d f 的能量依次升高。 同一原子中的同一电子层内： Ens Enp End Enf －能级分裂 同一原子中的不同电子层内： E1s E2s E 3s 同一原子中的第三层以上的电子层中，不同类型的亚层之间出现能级交错现象： E4sE3dE4p E5sE4dE5p E6sE4fE5dE6p －能级交错 二、核外电子排布 1.能量最低原理优先占据能量最低的轨道。 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s 2.泡利不相容原理 在同一原子中不能存在运动状态完全相同的电子。 同一个轨道最多容纳两个自旋相反的电子 s、p、d、f的轨道数为1、3、5、7 ∴各分层最多容纳的电子为2、6、10、14 每个电子层中原子轨道的总数为n2 ∴各电子层中最多容纳的电子数为2n2个 3.洪特规则 电子分布等价轨道时，总是尽先以相同的自旋状态分占轨道。 [例] c ：2s22p2 推论：等价轨道中全空、半满、全满较稳定。 即：s0、p0、d0、f0 s1、p3、d5、f7 s2、p6、d10、f14 ?? ? ? 基态原子的电子构型（电子组态） [例] 20Ca：1s22s22p63s23p64s2 26Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar] 3d64