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第四章物质结构简介 内容提要 核外电子运动的特点 核外电子运动的描述 核外电子结构 元素的周期性性质 分子中相邻原子间的作用力---化学键 分子间的作用力---范德华力 晶体知识简介 二、玻尔理论 （1）理论简介： ①电子运动的轨道为定态轨道，在轨道上运动没能量的释放或吸收 ②不同轨道上的电子有不同的能量，电子运动时所处的能量状态称为能级 (2)理论的意义： 　　　成功的解释了氢原子光谱的形成及规律，为量子力学的诞生奠定了基础． (3)理论的局限性 　　　未完全摆脱经典力学的束缚．无法解释氢原子光谱的精细结构，多电子原子光谱等现象． §4-2 原子的量子力学模型 微观粒子的波粒二象性 德布罗意波 核外电子运动状态的近代描述 原子轨道和电子云的图像 （1）光的波粒二象性： E=hv p=h/λ ①德布罗意波：（de Broglie L) 　 一切实物粒子都具有波粒二象性，称为物质波．实物粒子波动性的大小对应于实物粒子的大小与物质波的波长　　 　　　　 　　　 １.薛定谔方程：　微粒的波动方程　 波函数ψ：描述波的数学函数代表电子在原子中的各种运动状态，为三维空间的坐标函数。都由n,l,m三个量子数所规定 写 成：ψn, l, m,( x, y, z ) 球坐标与径向波函数，角度波函数 a.球坐标：将波函数分解为径向函数与角度函数两部分 b. R(r)波函数的径向部分：表示电子离核的远近，含ｎ，ｌ两个量子数。 c. Y(θ,Ф)波函数的角度部分：表示波函数随θ，Ф的变化，含有ｌ，ｍ两个量子数。 2.波函数与原子轨道： ①解薛定谔方程得到的一系列ψn, l, m,( x, y, z ) ②要使所得的解有特定的物理意义，ψ中的n, l, m,三个量子数要符合一定的条件。 ③当n, l, m,的数值一定，就有一个波函数的具体表达式，确定了电子的运动状态　 　原子轨道：三个量子数都有确定值的波函数，称为原子轨道，指的是电子在的空间的一种运动状态。 3.概率密度和电子云： ①概率密度：表示ψ２或|ψ２| 　　高速运动的电子在核外空间某处单位微体积 内出现的概率，称为概率密度。 ②电子云： 　物理意义：黑点较密的地方表示 ψ２数值较大，，电子出现的机会多。 ③两者关系： 　 |ψ２|是理论计算的结果， 　电子云则是ψ２的形象表示。 １.原子轨道和电子云的角度分布图： （1）角度分布图： 　①原子轨道角度分布图：与l,m有关，与ｎ无关，只要l,m相同，角度分布图相同，用光谱符号s,p,d,f表示。 （2）径向分布图：表示原子轨道离核远近 分布的变化情况，对了解原子的结构和性 质、了解原子间的成键过程具有重要意义 ①径向分布函数：D(r) 　　　描述距原子核距离为r的单位厚度球形薄壳层内电子出现的概率。 ②电子云径向分布图形： 　　　描述Ｄ(r)与r的关系的图形。 ③不同运动状态的电子的电子云径向分布 图上有（n－l）个峰 ④当ｌ相同时，ｎ越大的径向分布的主峰 离核越远。说明电子是分层排布的 ⑤外层电子在离核很近处出现小峰，表示 外层电子有穿透到内层的现象。n值相同l值 不同的轨道，l值越小，其峰数目越多， 小峰离核越近，轨道能量越低。 四、核外电子轨道运动状态的描述（四个量子数） 1. 主量子数n ①描述电子出现概率最大区域离核的平均距离。 　 ②决定电子能量高低的主要量子数，n越大，能量越高，离核越远。 　③取值：1，2，3…正整数，光谱学用K、L、M、N表示 　④等能量的轨道称为简并轨道，即原子中ｎ值相同的轨道　 2.角量子数l ①电子空间运动的角动量，表示原子轨道或电子云形状 ②取值： 0，1，2，…（n－1） 　 n＝1，l＝0　　 　　n＝2，l＝0,1 　　n＝3，l＝0,1,2　 ③多电子原子中与n共同决定电子能量的高低，表示电子亚层，n值相同， l值越大，亚层能级越高 ④原子轨道或电子云形状 l＝0 （s轨道）球形对称，l＝1 （p轨道）双球形 　 l＝2 （d轨道）四瓣梅花形 练　习 写出下列缺少的量子数： １）ｎ＝？ｌ＝２，ｍ＝０，ms＝+1/2 2）ｎ＝２ ｌ＝?, ｍ＝-1，ms＝-1/2 3）ｎ＝4 ｌ＝?，ｍ＝０， ms＝+1/2 4）ｎ＝3 ｌ＝1，ｍ＝?， ms＝-1/2 　　 　写出下列个能级对应的ｎ和ｌ的值，每一级包含轨道各有多少，电子云为什么形状？ １）２ｐ　　２）４ｆ　　３）６ｓ　　４）５ｄ 指出下列各组中错误的量子数． １）ｎ＝２，ｌ＝－１，ｍ＝０，ms＝+1/2 ２）ｎ＝２，ｌ＝２，ｍ＝－１，ms＝－1/2 ３）ｎ＝３，ｌ＝０，ｍ＝０，　ms＝０ ４）３，１，＋１，＋１　　５