优·第八章 原子结构和元素周期表.pptVIP

②电子云角度分布图 Y2l.m(θ, φ) ~ θ,φ的关系图 描述电子出现的概率密度 与方位角的关系 ③电子云径向分布函数图 D(r) ~ r关系图 描述电子出现的概率与 离核距离r 的关系 概率 = 概率密度×体积 第三节 多电子原子的原子结构 氢原子或 类氢离子 精确求解 波函数 薛定锷方程 多电子原子 近似求解 波函数 结论近 似应用于 ●多电子原子中，每个电子都各有其波函数 ψ ，其具体形式也取决于三个量子数： ●多电子原子每个电子的波函数的角度部分 Y(θ,φ)与氢原子的Y( θ,φ)相似。 多电子原子中原子轨道角度分布图与氢原子相似 可近似应用到多电子原子的有关氢原子结构的某些结论： n, l，m 。 一、多电子原子的能级和徐光宪公式 e ZH = 1 单电子体系（氢原子或 类氢离子）： 原子轨道的能量： E=- 2.18×10-18 / n2 (J) 能级顺序： + 核外只有一个e，该电子只受核的吸引。 E1s＜E2s = E2p ＜E3s = E3p = E3d ＜··· 多电子原子体系 i Z 每个电子受核的吸引， 同时还受到(Z－1)个 其他电子的排斥。 近似的处理方法：把其他电子对某个i电子的排斥, 看作是其他电子屏蔽住原子核，抵消了部分核电荷对电子i的吸引力。 屏蔽效应： + 电子的相互排斥对核电荷的抵消作用。 Z﹡= Z－σ ●多电子原子中原子轨道能量： 核电荷 有效 核电荷 屏蔽常数 (被抵消的核 电荷数值) E与Z,n,σ有关: 2.18×10-18(Z- σ) 2 E=- n2 (J) 2.18×10-18(Z﹡) 2 E=- n2 (J) 多电子原子 体系 单电子体系 简化为 Z愈大，相同轨道能量愈低；n愈大，能量愈高； σ愈大能量愈高。 ●影响σi值的因素： σi是指其余电子对电子i的 总屏蔽常数，它取决于电子i所处状态和其余电子的数目和状态。 （1）外层电子对内层电子的屏蔽作用可忽略（ σi = 0）。 （2）内层电子对外层电子的屏蔽作用较强 （3）同层电子之间也有屏蔽作用，但比内 层电子的屏蔽作用弱。 ●多电子原子的能级 （1）n相同，l 不同的能级顺序： Ens＜Enp＜End＜Enf（钻穿效应） ∵l 越小,离核越近，电子钻穿能力越强， 即回避其他电子的屏蔽作用的能力越强。 σi越小，Z﹡越大，能量越低。 （2）l 相同，n不同的能级顺序： E1s＜E2s＜E3s… ∵ n越大，内层电子数多， σi大 ； Z﹡小， （屏蔽效应） E2p＜E3p＜E4p… ······ 能量越高 （3）n、l 都不相同时，可能发生能级交错。 （主量子数n小的反而能量较高） 综上所述： （1）n, l, m三个量子数的组合有一定的规律。 (2)一组合理的n, l, m可决定一个波函数，即决定一个原子轨道。 ◎三个量子数和原子轨道数 n l m ψ 同层轨道数（n2） 1 0 0 ψ1s 1(12) 2 0 1 4(22) 0 ψ2s ±1 0 ψ2pz ψ2px，ψ2py ◎三个量子数和原子轨道数(续) n l m ψ 同层轨道数（n2） 9(32) 3 0 1 2 n n2 0 ψ3s ±1 0 ±1 ±2 0 ψ3pz ψ3px ψ3py ψ3dz2 ψ3dxz ψ3dyz ψ3dxy ψ3dx2-y2 4.自旋量子数 si (spin quantum number) 电子运动由两部分组成： （1）绕核的空间运动：由n，l，m三个 量子数决定 。 （2）自旋运动：由自旋量子数si 决定。 si 取值: +1/2 ( ), 顺时针方向 -1/2 ( ), 逆时针方向 特 点：与n, l, m无关, 不是通过解薛定谔方程得来的。 Magnetic field screen Small clearance space Silver atomic ray kiln 想象中的电子自旋