10第五章物质结构基础1-1.pptVIP

例5.1 ∣m ︳≤ l n （n, m, l都属于整数） 合理 不合理，∵n=l。 不合理，∵ml。 ∣m ︳≤ l n（n, m, l都属于整数），ms =±1/2 n ? 3的整数 m = 0 ms =+1/2或-1/2 l = 1 例5.2 3、原子轨道(波函数)的空间图像 原子轨道 径向波函数，只与n, l有关； 角度波函数，与l, m有关，与n无关。 以θ、?为自变量，以Y值为函数值， 画出Y (θ,?) 的图形，就是原子轨道的角度分布图， 即它的空间图像。 s轨道角度分布图 ， p轨道角度分布图 z y d轨道角度分布图 原子轨道的角度分布图 说明： 1. “＋”、“－”表示波函数的正负而不是正负电荷。 s 轨道是圆球形， p 轨道是哑铃形（两相切的球面）， d 轨道是梅花形（立体花瓣）。 2. 原子轨道形状与l，m有关，与n无关。 不论n取何值，只要l, m相同，其轨道形状都相同。 如2p与3p、4p轨道的形状完全相同。 3. 坐标原点到球面的距离只说明波函数值的大小，不说明电子运动的轨迹。 （1）电子云 可以用统计的方法来描述电子在核外空间某一区域内出现机会的多少。 对氢原子核外的一个电子的运动进行瞬间拍照，并重叠统计，电子经常出现的区域是核外的一个球形空间。 电子云： 表示电子在原子核外 几率密度分布的空间图像。 3、电子云的空间图像 |Ψ|2 代表电子的几率密度，同样分为角度和径向两部分。 Y2(?, ?) 表示几率密度随角度的变化， 用图形表示就是电子云的角度分布图。 ， ， （2）电子云的角度分布图 p电子云角度分布图 d电子云角度分布图 ① 电子云角度分布图无“＋”、“—”。 ② 电子云形状比原子轨道瘦小。 区别： 解薛定谔方程得到的每一个波函数都有相应的能量。 即电子处于不同的运动状态时具有不同的能量状态， 这些能量状态也是量子化，不连续的，称为原子轨道的能级。 把这些能级按能量从低到高的顺序排列就是原子轨道能级图。 四、原子轨道能级图 （一）单电子原子（氢原子）轨道能级图 能量高低只决定于主量子数n： n相同，原子轨道的能量相同； n越大，能量越高。 氢原子轨道能级图 1927年，布鲁塞尔，第五届索尔维会议 各原子轨道能级的高低主要根据光谱实验确定， 能级高低可用图示法表示。 最简单明了的是鲍林近似能级图(1939年) 。 (只适用于多电子原子) 近似能级图按照原子轨道的能量高低排列， 而不是按原子轨道离核远近顺序排列。 （二）多电子原子轨道近似能级图 “鲍林在他的一生中主要扮演了三个角色，即科学家、政治活动家和医学鼓吹者。无论扮演哪一个角色，鲍林都表现得很投入，专心致志，而且很自信。” “即使是像鲍林这样的‘现世的天下英雄’，也未能自始至终地保持英雄本色。” 鲍林(Linus Pauling) 1901 — 1994 鲍林原子轨道能级图 ② l 相同，n?，E?，E1sE2sE3s…； ③ n 相同，l ?，E?，E4s E4p E4d E4f；能级分裂； ① n, l 相同，E相同，称等价(简并)轨道，如px、py、pz； ④ n, l 均不同时，出现能级交错现象。 E3d E4s，E5d E4f E6s 科顿原子轨道能级图 Frank?Albert ?Cotton 1930-2007 美国化学家 五、原子核外电子的排布 （一）泡利不相容原理 （二）能量最低原理 （三） 洪特规则 物质的尺度大小 (Sizes of Objects) 第五章 物质结构基础5.1原子结构理论 1. 了解微观粒子运动的特殊性 ——波粒二象性； 2. 熟悉原子轨道和电子云的角度分布图； 3. 掌握四个量子数的意义及取值范围；熟悉原子轨道的近似能级图 ； 4. 能够写出原子的核外电子 排布式； 本节要点 1803年提出化学原子论 道尔顿 （J. Dalton） 英国科学家 近代化学之父 一、原子结构的发现过程 葡萄干面包模型/蛋糕模型 1903年 Thomson，Joseph John 1856—1940 英国物理学家 卢瑟福 Ernest Rutherford 1871—1937 英国物理学家 1911年 行星式模型 微观粒子的波粒二象性 1. 光的波粒二象性 粒子性 与实物相作用的现象 波动性 与光的传播有关的现象 原子光谱、光电效应 光的干涉、衍射 可用最小能量单位光子解释 可用波动的概念