第6章原子结构与元素周期系1.pptVIP

3、电子云概率密度：|Ψ|2表示电子在原子内核外某处出现的概率密度电子云：|Ψ|2的空间图象用小黑点的疏密表示电子出现概率密度的相对大小。小黑点较密的地方，概率密度较大，单位体积内电子出现的机会多。如1s的电子云第62页，共89页，星期日，2025年，2月5日图中离核越近，小黑点越密，离核远些，小黑点较稀。这些密密麻麻的小黑点象一团带负电的云，把原子核包围起来，如同天空中的云雾一样。所以人们就用一个形象化的语言称它为电子云。电子云是电子在核外空间出现几率密度分布的形象化描述。第63页，共89页，星期日，2025年，2月5日例：一个电子的质量为9.11×10-31kg，运动速度为１×106m·s-1，则电子运动的波长为：?=——=———————=0.72810-9(m)=728pmhmv6.626×10-349.11×10-31×106第30页，共89页，星期日，2025年，2月5日2.电子衍射实验电子衍射的实验装置示意图如图3-5(page57)所示将电子衍射图和X射线衍射图比较，可以看出，它们的波纹非常相似，这就证明了电子的波动性质。1927年，戴维森和革尔麦进行的电子衍射实验，证实了德布罗意的预言。铝箔的电子衍射图第31页，共89页，星期日，2025年，2月5日通过阴极射线和电子衍射实验，证明了电子具有波粒二象性。第32页，共89页，星期日，2025年，2月5日6－2－2测不准原理（海森堡，1927）海森堡提出的测不准原理是波粒二象性的重要结论之一，其数学表达式为：△P·△X≥h──谱朗克常数△X──表示微粒沿x方向的位置坐标的测不准量。△P──表示微粒沿x方向的动量测不准量。此式表明，要同时测准一个微观粒子的位置和动量是不可能的第33页，共89页，星期日，2025年，2月5日例1:对于m=10克的子弹，它的位置可精确到?x＝0.01cm,其速度测不准情况为：∴对宏观物体可同时测定位置与速度第34页，共89页，星期日，2025年，2月5日速度不准确程度过大例2:对于微观粒子如电子,m=9.11?10-31Kg,半径r=10-10m，则?x至少要达到10-11m才相对准确，则其速度的测不准情况为：∴若m非常小，则其位置与速度是不能同时准确测定的第35页，共89页，星期日，2025年，2月5日

6-3核外电子运动状态的描述

6－3－1薛定谔方程ErwinSchrodinger,奥地利物理学家第36页，共89页，星期日，2025年，2月5日一、薛定谔方程(1926)?－量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式，即原子轨道E－轨道能量（动能与势能总和）m—微粒质量，h—普朗克常数x,y,z为微粒的空间坐标?(x,y,z)波函数第37页，共89页，星期日，2025年，2月5日对薛定谔方程求解，可以得到一系列波函数Ψ１s、Ψ２s、Ψ２pΨi相应的能量值E１s、E２s、E２pEi二、波函数方程的每一个解代表电子的一种可能运动状态在量子力学中，用波函数和与其对应的能量来描述电子的运动状态。Ψ是描述电子运动状态的数学表达式，Ψ的空间图象叫原子轨道，原子轨道的数学表达式就是波函数。第38页，共89页，星期日，2025年，2月5日三、薛定谔方程的物理意义方程的每个合理的解，就是表示电子运动的某一稳定状态。与这个解相应的常数E就是电子在这一稳定态下的总能量。要得到这个方程的合理解就必须引入三个量子数。波函数ψ包括三个常数项(n、l、m)和三个变量(x、y、z)，所以波函数写成：ψn.l.m(x,y,z)。第39页，共89页，星期日，2025年，2月5日6－3－2量子数的概念1.主量子数n(1)取值：n＝1,2,3,4,……（只能是正整数）(2)物理意义：①决定电子层数。或者说用它来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近。n=1第一电子层(代表电子离核的平均距离最近的一层)n=2第二电子层(代表电子离核的平均距离比第一层稍远的一层)┆┆┆描述电子运动的范围，即通常所说的电子层，决定电子能量的高低。第40页，共89页，星期日，2025年，2月5日n越大，电子离核的平均距离越远。n相同的电子为一个电子层。在光谱学上常用大写的拉丁字母K、L、M、N、O、P、Q来代表n=1