原子结构和分子结构.ppt

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1、第六章原子结构和分子结构CHAP.6ATOMICSTRUCTURE&MOLECULARSTRUCTURE第六章原子结构和分子结构第一节原子结构第二节分子结构第三节氢键第一节原子结构一、电子云和概率密度二、原子轨道和量子数三、原子轨道的角度分布图四、原子的电子构型微观粒子的波粒二象性1924年法国物理学家德布罗意(L.deBroglie)提出了电子等实物粒子与光一样也有波粒二象性的假设。既具有粒子性又具有波动性。一、电子云和概率密度一、电子云和概率密度波动性：1、电子在核外运动没有固定的运动轨迹。2、

2、不能准确地预测某一时刻电子在核外空间出现在何处。3、用波函数模的平方

3、ψ

4、2表示电子在空间某处单位体积内出现的概率。

5、ψ

6、2称为概率密度(probabilitydensity)。一、电子云和概率密度将空间各处的

7、ψ

8、2值的大小用疏密程度不同的小黑点表示，在单位体积内黑点数与

9、ψ

10、2成正比的图形称为电子云。小黑点密集的地方表示电子出现的概率密度大。基态氢原子1s电子云的界面图一、电子云和概率密度电子云是概率密度的形象化描述。离核越近，电子云越密集，电子出现的概率密度愈大；离核愈远，电子云愈稀疏，电子出

11、现的概率密度愈小。二、原子轨道和量子数量子力学中用一套合理的三个量子数n、l、m确定一个波函数ψn,l,m（原子轨道），与另一量子数s一同来描述特定核外电子的运动状态。主量子数n(轨道)角(动量)量子数l磁量子数m自旋(角动量)量子数s（一）主量子数n(principalquantumnumber)取值：任意非零正整数，即n＝1、2、3、…nn意义：俗称电子层。n值越大，电子出现概率最大的区域距核越远，能量越高。当n＝1、2、3、4……时，光谱学符号K、L、M、N……。(2)决定电子能量的主

12、要因素。(1)反映了电子在核外空间出现概率最大的区域离核的远近；（二）角量子数l(orbitalangularmomentumquantumnumber)l取值：受n限制，l＝0、1、2、3…(n-1)正整数，共可取n个值。(1)决定原子轨道和电子云的形状；n值1234l值00，10，1，20，1，2，3l意义:决定了同一电子层中不同的亚层（能级）。l值012345亚层符号形状s球形pdfgh双球形花瓣形（二）角量子数l(orbitalangularmomentumquantumnumbe

13、r)例:n=2，l＝0的称2s电子亚层；n＝3，l＝1的称为3p电子亚层Ens

14、原子轨道能级相同，称为等价轨道或简并轨道，以n、l值命名。0-1,0,1-2,-1,0,1,2s、p、d、f轨道依次有1、3、5、7种取向。（四）自旋量子数s(spinangularmomentumquantumnumber)取值：+1/2和－1/2，分别表示顺时针和逆时针两种自旋运动，通常也可分别用符号“↑”和“↓”。表征：核外电子除围绕原子核的空间运动状态外本身的自旋运动。在同一原子轨道中，可容纳两种相反自旋方向的电子，成为成对电子，它们具有相同的能量。表:量子数n、l、m与原子轨道间的关系主量

15、子数n角量子数l磁量子数m波函数ψ同一电子层的轨道数（n2）100ψ1s120100±1ψ2sψ2PZψ2PXψ2PY93012±1000±1±2ψ3sψ3PZψ3PYψ3PXψ3dz2ψ3dxzψ3dyzψ3dxyψ3dx2-y24量子数举例原子核外的每个电子的运动状态均可用对应的一套n、l、m、s四个量子数来描述。例如，与3s1对应的量子数为2s:n=2，l=0，m=0;n＝3，l=0，m=0，s=+1/2或－1/2。也可写为(3,0,0,+1/2)或(3,0,0,－1/2)说明2s、2p、3d

16、、4f所对应的量子数。2p:n=2，l=1，m=+1,0,-1；3d:n=3，l=2，m=+2,+1,0,-1,-2；4f:n=4，l=3，m=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3；一个原子轨道由三个量子数n、l、m确定。量子数举例练习：1.补足下列缺少的量子数:n=3,l=1,m=?,s=-1/2。解:m=+1,0,-12.以下组合是否正确:(1)n=3，l=2，m=3，s=-1/2；(2)n=2，l=2，m=0,s=+1/2；解:(1)m=+2,+1,0,-1,