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1章原子结构与元素周期系.ppt

发布:2016-10-10约1.4万字共138页下载文档
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氢原子的基态:n=1,l=0,m=0 例:求算基态钾原子的4s和3d电子的能量。(此题从填充电子的次序来看,最后一个电子是填入3d轨道,还是4s轨道) K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d1 ?3d=18?1=18, K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s1 ?4s=10?1+8 ?0.85 =16.8, ∴ E3d>E4s 2、钻穿效应 钻穿作用:外层电子钻到内部空间而靠近原子核的现象。 从图中看出4s轨道3d轨道钻得深,可以更好地回避其它电子的屏蔽,所以填充电子时先填充4s电子。 注:一旦填充上3d电子后3d电子的能量又比4s能量低,如铜。 电子进入原子内部空间,受到核的较强的吸引作用。 钠原子的电子云径向分布图 钻穿能力:nsnpndnf。 钻穿作用结果:使电子离核更近,电子能量降低。 因此:EnsEnpEndEnf 钻穿效应:由于电子钻穿作用不同而使其能量发生变化的现象。 n相同时,l愈小的电子,钻穿能力越大, Ens<Enp<End< Enf 。 “能级分裂” 屏蔽效应和钻穿效应共同作用的结果就是能级交错。 如:EnsE(n-1)dEnp(n≥4) 定性解释: ns电子钻穿能力强,受其它电子的屏蔽作用不显著,导致Ens降低; nd电子钻穿能力很弱,受其它电子的屏蔽作用显著,使得E(n-1)d升高。 两者综合的结果:EnsE(n-1)dEnp。 定量计算: 如计算钾原子的E4s、E3d B.电子云的径向分布、角度分布 ︱Ψ(r,θ,φ)|2 = ︱R(r) ︳2·︳Y(θ,φ) ︳2 a. 电子云径向密度分布曲线 |R|2: 概率密度(或电子云)在任何角度方向上随r的变化情况. b、 电子云的角度分布部分 |Y|2 图形的意义:距核r处的同一球面上,各点概率密度的相对大小. P.34 电子在核外空间的运动状态不同,其电子云图像也不同。 c.电子云图︱Ψ(r,θ,φ)|2 = ︱R(r) ︳2 ︳Y(θ,φ) ︳2 原子轨道和电子云的角度分布图: 原子轨道和电子云的角度分布图: 原子轨道和电子云的角度分布图: 在方向上电子云的角度分布图与原子轨道的角度分布图一致;但它们有较大差别,电子云值总是正值,而原子轨道角度分布图有波峰波谷(正、负)之分,原子轨道角度分布图相对较胖,而电子云较瘦 。 图形的特点 C、 D(r)径向分布函数: 距核r处“无限薄球壳 ”里电子出现的概率. =4πr2R(r)2 空间微体积 D(r)径向分布函数。(或概率的径向分布) 氢原子的各种状态的径向分布图 N峰=n-l 1s 2s 3s 2p 3p 3d 1s态的 最大值出现在近核处, 1s态的D(r)最大值出现在52.9pm处。 │R(r)│2 (1). 主量子数 n n =1, 2, 3, 4, 5, 6…… 正整数 3.四个量子数 对应 K, L, M, N, O, P…… 电子层 与电子能量有关,对于氢原子而言,电子能量唯一决定于n。 描述电子离核的远近及 能量的高低 2s 1s n愈大,电子离核平均距离愈远,能量愈高。 (2). 角量子数 :描述原子轨道的形状及能量的高低. l 的取值: 0、1、2、3、4、5、…、n-l 对应符号:s、p、d、f、g、h、… 每一个l取值对应一种电子云的形状。 常见的电子云形状: l=0时:s电子云是球形。 见书34页图1-5。 l=1时:p电子云是双纺锤形。 l=2时:d电子云是花瓣形。 l=3时:f电子云是六角花瓣形。 s 轨道 球形 p 轨道 哑铃形 d 轨道形状! f 轨道形状! 主量子数n与角量子数l的关系: n:1 2 3 4 l: 0 0、1 0、1、2
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