描述单个电子的四个量子数，其物理意义是什么.doc

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1、1•描述单个电子的四个量子数，其物理意义是什么?量子数是量子力学屮表述原子核外电子运动的一•组整数或半整数。因为核外电子运动状态的变化不是连续的，而是量子化的，所以量子数的取值也不是连续的，而只能取一组整数或半整数。量子数包括主量子数门、角量子数1、磁量子数m和自旋量子数s四利前三种是在数学解析薛定铐方程过程小引出的，而最后一种则是为了表述电子的自旋运动提出的。(1)•主量子数n%1它决定了能量En的大小和量子：Z2Z2=—-13.6Wn~%1简并度：g=^2/+1=/=0%1决定了原子状态波函数的总节面数为n-l个.(2).角量子数1/；M2=/(

2、/+1)(—)2=/(/+1)^22龙即:

3、M

4、=Ja+1)方1-0,1,2,……，n-1%1角量子数1决定了角动量的大小.%1决定了磁矩的大小：IP1=J/(/+1)•T-=+1)•-J/(/+1)“〃2me2龙Amne%1在多电子原子屮也决定了轨道的能量。(3).磁量子数mM7=m—'m=0,±1,±2,±1z2龙%1m决定了电子的轨道角动量在Z轴方向得分量的量子化，角动量在磁场小可有(21+1)种取向，即角动量方向量子化。%1也决定了轨道磁矩在磁场方向的分量"，的量子化。%1有外加磁场时决定体系的能•量。2.描述原子整体状态的四个量子数是什么？

5、其光谱项及光谱支项符号是什么?可以用表征原子内各种相互作用的四个量子数L,S,J和MJ來标记原子的状态。1卩。£+I-T原子的状态可用L,S,J和MJ來标记，光谱学上常写成符号「L,・L称为光谱项，2S+'Lj为光谱支项，用S,P,D,F,G,H分别代表，乙=°丄2,3…等状态。2S+1称为多重设，在有磁场吋每一个光谱支项可分裂成2丿+1个不同的“丿的状态。3•共价键的本质是什么？当原子互和接近时，它们的原子轨道互和同号叠加，组合成成键分子轨道。当电子进入成键轨道，体系能量降低，形成稳定的分子。此吋原子间形成共价键。从电子在分子小的分布情况，可了解共

6、价键的成因。电子在分子屮的分布，可由分子中空间各点概率密度的大小表示。分子屮电子的分布和两个原子的电子分布的简单加和不同。电子云分布的差值图反映了这一•结果。电子云分布的差值图，是将概率密度按空间各点逐点地减去处在A核位置的的概率密度和处在B核位置的概率密度后，绘出的差值等值线图。共价键的形成是原子轨道(或分子轨道)互相叠加，组成新的分子轨道，而不是电子云叠加。原子轨道有正有负，按波的规律叠加，有的加强、有的削弱，形成成键分子轨道或反键分子轨道。而电子云是指概率密度，它只反映电荷的分布，无所谓正、负号。从物理意义考虑，同号电荷互相接近，只会出现静电排

7、斥作用。从能量角度看，聚集在核间运动的电子，同时受两个核正电荷的吸引，降低体系的能量，有利于电子在核间聚集。一切化学过程都归结为化学的吸引和排斥的过程。由一•个氢原子和一•个氢原子核组成氢离子，也是排斥和吸引对立统一的过程。当核间距离很大吋，相互作用可以忽略，能量等于一个氢原子和一个氢原子核能量之和，-般以它作为能量的相对零点；核间距离逐渐缩小时，两个原子轨道的重叠加逐渐增大，成键轨道的能量逐渐降低；当两个核进一步接近时，两个核正电荷相斥又会使能量上升。4•库伦积分、交换积分、重叠积分的物理意义是什么?(l)Haa称为库化积分又称u积分:a=Haa=

8、札讹曲二Er+音一％1爪为两个原子核的库化相斥能，-eaa表示当电子占用a核原子轨道da吋所受b核的库仑吸引能，两者都与库仑作用有关，故H股被称为库仑积分。-可看成为1以3核为球心的球状分布的电子云与b核间的库仑吸引能，故E33与爪应很近。(2)Hab称为交换积分简称B积分:0=丹加=J0“彳血dT=EHS(lb+詈S(lb个原子核的库化相斥能，-eaa表示当电子占用a核原子轨道da吋所受b核的库仑吸引能，两者都与库仑作用有关，故H股被称为库仑积分。-可看成为1以3核为球心的球状分布的电子云与b核间的库仑吸引能，故E33与爪应很近。(2)Hab称为

9、交换积分简称B积分:0=丹加=J0“彳血dT=EHS(lb+詈S(lb-%很明显只有当巾3与ea有显著重叠区时Sab及Eab才有显著大小,故可认为Hab是由4)3与©a相互重叠而产牛的。⑶S&b称为重叠积分或简称S积分:它与两个原子轨道'0。的重叠程度有关°当R-8,Sab->0,当R->0,Sab->15.简单分子轨道理论主要内容是什么？将分子屮的每个电子视为在其余电子及分子骨架组成的平均势场小运动，第i个电子的运动状态用波函数wi描述，wi称为分子屮的单电子波函数，又称分子轨道。丨Wi12=wi*wi为电子i在空间分布的几章密度。丨Vi12dt表

10、示该电子在核外空间某点附近体积dt内出现的几率。分子轨道Wi可以近似地用能级相近的原子轨道线性组合(line