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《《基础化学》课件：No4第10章 原子结构和元素周期律1.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第十章原子结构和元素周期律第一节氢原子光谱和Bohr理论氢原子光谱和Bohr理论氢原子光谱Bohr理论◇核外电子在一定的轨道上运动，在这些轨道上运动的电子既不放出能量也不吸收能量，电子处于某种“定态”。◇在一定的轨道上运动的电子具有一定的能量E，E只能取某些由量子化条件决定的数值，而不能处于两个相邻轨道之间。氢原子核外电子能量公式当n=1时,电子在离核最近的轨道上运动，能量最低，称为基态。从外界获得能量时，处于基态的电子可以跃迁到离核较远的能量较高的n≥2的轨道上，这些状态称为激发态。◇激发态不稳定，电子回到较低能量状态时，能量差以光的形式发射出来，两个轨道能量
2、差决定光量子的能量。第二节微观粒子的运动特征微观粒子的波粒二象性L.deBroglie提出了电子等实物粒子具有波粒二象性的假设。对于质量为m，速率为v的微粒，其波长不确定原理Heisenberg指出，描述微观粒子的运动状态时，无法同时准确地测定微观粒子的位置和动量，即不确定原理。第三节核外电子运动状态的描述波函数和原子轨道E.Schrodinger提出了描述微观粒子波粒二象性的波动方程：量子数及其物理意义主量子数主量子数(principalquantumnumber)以n来表示，可取任意正整数，即n=1、2、3、……。主量子数n反映了电子在核外空间出现概率最大的
3、区域离核的远近，是决定电子能量的主要因素。轨道角动量量子数轨道角动量量子数(orbitalangularmomentumquantumnumber)用l表示，其取值受主量子数n的限制，可取包括0在内的正整数，即l=0、1、2、3……(n-1)，共可取n个值。轨道角动量量子数l决定原子轨道和电子云的形状，并在多电子原子中与主量子数n一起决定电子的能量。同一电子层中的电子可分为若干个能级(或称亚层)，轨道角动量量子数l决定了同一电子层中不同的亚层。当n和l都相同时，原子轨道的能级相同，称为等价轨道或简并轨道，以n、l值命名。磁量子数磁量子数(magneticquan
4、tumnumber)用m表示，其取值受轨道角动量量子数l的限制，可取包括0、1、2、3……直至l，共2l+1个数值。磁量子数m决定原子轨道和电子云在空间的伸展方向，故s、p、d、f轨道依次有1、3、5、7种取向。自旋角动量量子数自旋角动量量子数(spinangularmomentumquantumnumber)用s表示，它描述核外电子“自旋”运动的方向。自旋运动的方向只有顺时针和逆时针两种，故自旋角动量量子数取值只有+1/2和–1/2，通常也可分别用符号“↑”和“↓”表示。原子核外的每个电子的运动状态均可用对应的n、l、m、ms四个量子数来描述。当四个量
5、子数确定以后，电子在核外空间的运动状态也就确定了。概率密度(probabilitydensity)：对于特定核外电子的波函数Y(r,q,)可用
6、Y(r,q,)
7、2表示核外空间(r,q,)这一点周围单位体积内电子出现的概率。电子的概率密度
8、ψ
9、2可用它的几何图形来直观地表现，通常用小黑点的疏密程度表示电子在核外空间各处出现的概率密度大小，
10、ψ
11、2大的地方，小黑点较密集，表示电子出现的概率密度较大；
12、ψ
13、2小的地方，小黑点较稀疏，表示电子出现的概率密度较小。电子云(electroncloud)：用小黑点分布的疏密程度形象化地表现电子在核外空间出现的概率密度相对
14、大小的图形。Y(r,θ,)=R(r)·Y(q,j)R(r)是与半径r有关的函数，称为波函数的径向部分或径向波函数；Y(q，j)是与方位角q，j有关的函数，称为波函数的角度部分或角度波函数。假设波函数Y(r,θ,)式中角度波函数Y(q，j)部分为常数，画出R(r)随离核距离r的变化图，即得原子轨道的径向分布图。角度波函数Y(q，j)随q，j变化的图形，称为波函数的角度分布图或原子轨道的角度分布图，原子轨道的角度分布图中整个曲面表示Y(q，j)随角度q和j变化在空间中的变化规律。︱Y(r,q,)︱2=R2(r)·Y2(q,j)R2(r)是概率密度的径向部分，定
15、义为密度径向分布函数；Y2(q，j)是概率密度的角度部分，定义为密度角度分布函数。密度径向分布函数R2(r)表示在核外空间距核半径r的某点的单位体积内电子出现的概率密度，其随半径r的变化图R2(r)-r称为电子云密度径向分布图。核外空间中距核半径为r，厚度为dr的微分球壳的体积为4pr2dr，则电子出现在这个微分球壳中的概率为4pr2
16、ψ
17、2dr,在距核为r的单位厚度球壳中电子出现的概率为4pr2
18、ψ
19、2=4pr2R2(r)Y2(q,j)。D(r)=4pr2R2(r)，则D(r)为电子云的径向分布函数，它是与距核半径r有关的函数。以D(r)对r作图得到的图形反映
20、了电子在距核为r的单位厚
