氢原子的结构.ppt

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1、第九章原子结构和元素周期律§9-1氢原子的结构及核外电子运动的特征α粒子散射实验原子的有核模型原子的质量集中在原子核上一、氢原子的结构(氢原子的Bohr模型)1、能级假说:电子沿固定轨道绕核运动，轨道上的电子有特定的能量值，称为能级（energylevel）。2、能级间的跃迁:当电子的能量由一个能级改变到另一个能级,称为跃迁（transition）。二、核外电子运动的波粒二象性（particle-waveduality）小结核外电子运动的两大特征①量子化特征②波粒二象性三、测不准原理Δx·Δpx≥h/4πHeisenbergW：无法同时测定微观粒子的位置和动量。微观粒子

2、的运动无确定的运动轨迹用量子力学来描述微观粒子在空间出现的概率及特征§9-2核外电子运动状态的描述——波函数和电子云一、波函数（wavefunction）Schrödinger方程Ψ(x、y、z)或Ψ(r、θ、φ)叫做波函数，也称为原子轨道(atomicorbital)。Ψ(r、θ、φ)=R(r)·Y(θ、φ)R函数——波函数的径向部分或径向波函数(radialwavefunction)，是电子与核距离r的函数；Y函数——波函数的角度部分或角度波函数(angularwavefunction)，是方位角θ和φ的函数。s态波函数p态波函数pxpzpyd态波函数注意1、Ψ可看

3、作在x、y、z三维空间里能找到该运动电子的一个区域，即原子轨道；2、每一个Ψ代表核外电子的某种运动状态，并有相应确定的能量En3、Ψ与Bohr原子轨道不同；4、波函数在不同角度有正负之分，正负号是函数值符号，反映电子的波动性。二、概率密度和电子云

4、Ψ

5、2表示核外某点的概率密度。即:在该点附近微单位体积内电子出现的概率。电子云（electroncloud）：表示电子在核外空间概率密度分布情况的几何图形。如：氢原子1s电子云的图形p轨道电子云d轨道电子云三、四个量子数主量子数n角动量量子数l磁量子数mn、l、m取值一定并加以合理组合确定电子的自旋方向自旋角动量量子数s一个合

6、理的波函数（原子轨道）（一）主量子数n（principalquantumnumber）1、意义：表示离核平均距离的远近，决定电子的能量高低。2、取值：n=1、2、3……等正整数。电子层符号K、L、M……n和l的关系电子层主量子数（n）角动量量子数（l）符号K101sL2012s2pM30123s3p3dN401234s4p4d4f第n电子层，就有n种不同形状的轨道。（二）轨道角动量量子数l（orbitalangularmomentum~）1、意义：代表电子的角动量，代表电子在空间不同角度出现的几率，决定轨道和电子云的形状，与主量子数共同决定电子的能量。2、取值：受n的限

7、制，只能取0和小于n的正整数。即：l=0、1、2、3……（n-1）电子亚层s、p、d、f……（三）磁量子数m（magneticquantumnumber）1、意义：决定原子轨道在空间的取向。2、取值：受l的限制，只能取从+l到-l的一切整数（含0）。m=0、±1、±2、±3……±lm总共可取（2l+1）个数值，代表（2l+1）种取向。lm原子轨道及取向spd00只有一个轨道10、±120、±1、±2共有五种取向，dxy、dyz、dxz、dx2-y2、dz2l与m之间的关系共有三种取向，px、py、pz3个轨道n电子层l能级m轨道数轨道总数1K01s0112L02s014

8、12p0、+1、-133M03s01913p0、+1、-1323d0、+1、-1、+2、-254M04s011614p0、+1、-1324d0、+1、-1、+2、-2534f0、+1、-1、+2、-2、+3、-37n、l、m三者的关系小结1、n、l、m三个量子数的取值是相互制约的；2、n、l、m的每一个合理组合确定一个原子轨道：n：决定电子层l：确定形状m：确定空间取向决定能量3、每个电子层的轨道总数为n2。（四）自旋角动量量子数s（spinangularmomentum~）1、意义：表示电子的自旋状态；2、取值：s=+1/2和-1/2或用↑↓表示结论2、在同一个原子中

9、，不可能有四个量子数完全相同的两个电子。3、每个电子层最多容纳的电子总数为2n2。1、n、l、m、s的每一个合理组合，代表核外电子的一种可能运动状态。例如：n=2，l=1表示第2电子层的p亚层，该亚层共有3个轨道，最多可容纳6个电子。这六个电子的运动情况可分别用下列各组量子数来表示：电子序数123456nlmms21021021+121+121-121-12P2P2P§9-3电子组态和元素周期表一、多电子原子的能级由于电子的相互排斥对核电荷的部分抵消作用。n不同，l相同时，n越大，内层电子的屏蔽作用越强，其能量越高。例如：E1s＜E2s＜