材料化学Chapter06.pdf

第六章 原子结构和元素周期系 第六章 原子结构和元素周期系 6.1 原子的量子力学模型 6.1.1 薛定谔方程 6.1.2 量子数 6.1.3 波函数及电子云图形 6.2 多电子原子结构和周期律 6.2.1 多电子原子的能级 6.2.2 屏蔽效应和钻穿效应 6.2.3 基态原子核外电子排布 6.2.4 元素周期律 6.3 元素基本性质的周期性变化规律 6.3.1 核外电子构型 6.3.2 有效核电荷数 6.3.3 原子半径 6.3.4 电离能 6.3.5 电子亲和能 6.3.6 电负性 6.3.7 金属性和非金属性 核外电子运动的特点 核外电子运动的特点 玻尔模型 (1913年) 玻尔模型 (1913年) 1. 核外电子绕有确定半径和能量的轨道上运动。 点 要点 要 2. 在轨道上运动的电子有一定的能量，其能量是量子 化的。 3. 电子在轨道之间跃迁时，有能量吸收或放出。 优 点：成功地解释了氢原子光谱。 局限性：不能解释多电子原子的光谱； 把核外电子的运动仍看作是行星绕太阳运动。 核外电子运动的特点 核外电子运动的特点 物质波 物质波 1924年 Louis de Broglie提出： h λ 实物粒子具有波粒二象性 mυ 1927年 Davissson 和Germer 实验证实： 电子具有波动性 的 衍 射 线 图 射 X 衍 射 子 图 电 人们称微观粒子所具有的波为de Broglie波或物质波。 核外电子运动的特点 核外电子运动的特点 几率波 几率波 h 1927年 Heisenberg提出不确定原理 Δx ⋅Δp x 4π 具有波粒二象性的电子，不再遵守经典力学规律，它 们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间几率分布。 实物的微粒波是几率波 一、原子的量子力学模型 一、原子的量子力学模型 1、薛定谔方程 (1926年) 及其解 1、薛定谔方程 (1926年) 及其解 2 2 2 ∂ψ ∂ψ ∂ψ 8π2m + + + (E −V ) 0 ∂x 2 ∂y 2 ∂z 2 h2 ψ x r sinθcosϕ y r sinθsinϕ z r cosθ r x 2 +y 2 +z 2 ψ (r,θϕ,