结构化学A复习讲义.pptVIP

;第一章量子力学基础知识;注意： de Broglie波与光波的区别;例：1）以1.0×106m·s-1的速度运动的电子;例：计算下列几种情况的德布罗意波长： 于电子显微镜加速至1000kV的电子； 以1.0m·s-1运动的氢原子； 以10－10m·s-1运动的质量为1g的蜗牛。;b) 氢原子质量;所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。 ;　我们知道原子大小的数量级为10-10m，电子则更小。可见企图精确地确定电子的位置和动量已没有实际意义。 ;微观粒子和宏观物体的特性比较：;量子力学基本假设:;波函数的归一化条件:;算符的运算规则：;几个算符连续作用时，必须从右到左一个一个进行，即 必须先 进行，然后再 ，因为算符不一定满足交换率，即， ;表1.2.1 若干物理量及其算符;本征态、本征值和Schr?dinger方程:;;整个空间内力学量A的平均值为：;非本征态的物理量的平均值:;箱中粒子的Schrodinger方程及其解：;量子效应：;例1.3.2 丁二烯的离域效应 四个?电子;例1.3.2 花箐染料的吸收光谱 其π电子能级近似于一维势箱体系的能级。势箱长度l可根据分子结构近似计算。 r个烯基贡献2r个π电子，加上N原子的孤对电子和次甲基双键的2个π电子，总计2r+4个π电子。在基态时，最高占据轨道为r+2，最低空轨道为r+3，计算吸收光波长。;r;（2）P22(20)习题： 已知：L = 1.3 nm，求π电子跃迁时吸收光的波长(实验510.0nm) 解：分子中共有4个双键8个电子，加上N上2个电子共10个电子，应占据5个分子轨道。因单维势箱，能级没有简并，所以最高占有轨道的量子数n = 5，而最低空的轨道的n = 6，按能量公式： ;;第二章 原子的结构和性质;(2)频率规则——原子可由某一定态跳跃到另一定态，称为跃迁，跃迁中放出或吸收辐射，其频率为υ ; H原子和He+，Li2+等类氢离子，核外只有一个电子，属于单电子原子。;令;Φ方程的解;表2.1.1 Φ方程的解;1. 主量子数 n 和体系的能量 ;维里定理：对势能服从r n 规律的体系，其平均势能V与平均动能T的关系为： ;2. 角量子数l 和轨道角动量 ; ;波函数和电子云的图形;原子单位（a.u.）定义： 质量1a.u.= me 电量 1a.u.= e 长度1a.u.= a0 角动量1a.u.= 能量1a.u.=;多电子原子的结构;2. Hartree-Fock自恰场方法（self-consistent-field, SCF);3. 中心力场法;——斯莱特(Slater)公式;原子轨道能可近似由屏蔽常数计算。Slater的估算σ法：;基态原子的电子排布;原子轨道能：与单电子波函数ψi 相应的能量Ei。原子总能量为各电子的轨道能之和。 ;原子光谱表现出来的性质是由原子整体决定的。 原子整体体现出的轨道角动量是由各电子轨道角动量相互作用后总的结果，称为原子的轨道角动量，对应有原子的轨道角量子数L； 原子的自旋角动量是由各电子自旋轨道角动量相互作用后总的结果，称为原子的自旋角动量，对应有原子的自旋量子数S；;原子的轨道角动量;微观体系的角动量的耦合是量子化矢量耦合，导致量子数的量子化耦合规则（L-S 耦合）： L 的取值为各电子l 的量子化矢量加和结果的所有可能值。相应的mL取值为-L， -L+1，…，L，有2L+1个值。 S 的取值为各电子s 的量子化矢量加和结果的所有可能值。相应的mS 取值为-S， -S+1，…，S，有2S+1个值。 J 的取值为各电子j 的量子化矢量加和结果的所有可能值。相应的mJ取值为-J， -J+1，…，J，有2J+1个值。 若简并的轨道中存在一个以上的电子时，这些电子的n 和l 值已相同，m 和ms值不能再一样，要考虑Pauli原理的限制。 ;;(1) 氢原子光谱项： 基态1s1：l =0，L=0，S=1/2，J=1/2 光谱项为 2S，光谱支项为 2S1/2（读：二重S又1/2） mJ =±1/2有两个取值，对应两种微观能态（即两种自旋形式）。;例1：组态 s1p1： l1 =0， l2 =1， L=1， s1=1/2 ， s2=1/2， S=0，1。 光谱项 为1P 和 3P 对L=1， S=0态， J= 1，