第二章原子的电子结构ppt课件.ppt

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1、§2.5多电子原子结构与周期律原子光谱给出的锂和钠的能级图能级分裂：ns

2、这四个量子数所决定的各运动状态上的空间分布特征完全和在单电子原子中一样。类氢原子模型多电子原子推广修正由于多个电子间相互排斥作用的复杂性，薛定谔方程无法精确求解，需寻找近似计算方法。在多电子的中性原子中，每个电子除了受原子核(Z)的吸引外，同时还受其它(Z1)个电子的排斥。这种排斥作用实际上相当于部分地抵消（或消弱）了原子核对该电子的吸引，其它(Z1)个电子的电子云分散在核周围，像一个“罩”屏蔽了一部分原子核的正电荷，这种由核外电子云抵消部分核电荷的作用称为“屏蔽效应”。屏蔽效应§2.5.1屏蔽效应和穿透作用Z*=作用在电子

3、上的有效核电荷Z=原子的核电荷=屏蔽常数意义：一个核电荷为Z(>1)的多电子原子，其它核外电子对被考察的核外电子的作用可以看成是在原子核和被考察的电子之间插入了一个平均电荷为-的负电荷屏蔽层。(其中Eh为哈特里能，即1a.u.)引入屏蔽常数和有效核电荷Z*的概念，使得Z*=Z,即将其它电子的排斥作用统一归结为有效核电荷的降低，因此可用类氢离子公式计算多电子体系的能量，即有：Z*=Z多电子原子的原子轨道分组：(1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)屏蔽常数的大小可由斯

4、莱特(Slater)规则估算，其内容如下：◆处在右面的各轨道组内的电子对左面轨道组内的电子没有屏蔽作用，屏蔽系数为0；◆在同一轨道组内的电子，除(1s)组的二个电子间的屏蔽系数为0.30外，其它各轨道组内电子间的屏蔽系数都是0.35；◆主量子数为n1的各轨道组内的电子对(ns,np)组内各电子的屏蔽系数为0.85；◆主量子数等于和小于n2的各轨道组内的电子对(ns,np)组内各电子的屏蔽系数均为1.00;◆处在(nd)或(nf)组左面的各轨道组内的电子对(nd)或(nf)组内电子的屏蔽系数均为1.00。Br：核电荷Z=35核

5、外35个电子的排布:轨道符号(1s)(2s2p)(3s3p)(3d)(4s4p)电子数226261025Z*=Z–(1s)=0.30Z*=350.30=34.70(2s,2p)=70.35+20.85=4.15Z*=354.15=30.85(3s,3p)=70.35+80.85+21.00=11.25Z*=3511.25=23.75(3d)=90.35+181.00=21.15Z*=3521.15=13.85(4s,4p)=60.35+180.85+101.00=27.40Z*=35-27

6、.40=7.60主量子数n123456有效主量子数n*1233.74.04.2多电子原子中原子轨道的能量不再仅由主量子数决定！电子在主量子数相同而角量子数不同的轨道上的径向分布不同，导致内层电子对它们的屏蔽效应不同，这种影响就形象地称为穿透作用。2s和2p电子向1s电子云的穿透穿透作用2s电子云径向分布曲线除主峰外，还有一个距核更近的小峰。这暗示，部分电子云钻至离核更近的空间，从而部分回避了其它电子的屏蔽。★主量子数相同而角量子数不同的轨道的穿透能力通常有如下顺序：ns>np>nd>nf轨道的这种穿透能力导致屏蔽作用有如下顺序：

7、σns<σnp<σnd<σnf导致轨道能量按照如下顺序分裂：Ens

8、趋势原子序数Z=1，氢原子Ens=Enp=End=Enf同一个多电子原子：1s<2s<2p<3s<3p<3d能级交错：E3d>E4s（Z=1519：P,S,Cl,Ar,K）E4d>E5s同样的轨道在不同的原子中，能量也是不一样的，总的趋势是Z增加，E下降E=-