【正文】 能量軌道的能量， E1 為低能量軌道的能量，? 為頻率， h 為 Planck 常數(shù)。直到 20 世紀初人們才逐漸認識到光既有波的性質又具有粒子的性質，即光具有波粒二象性。 6－ 2－ 2 測不準原理 在經(jīng)典力學體系中 ， 我們研究宏觀物體的運動規(guī)律 ， 曾涉及到勻速直線運動 ， 變速直線運動 ， 圓周運動 ，平拋或斜拋運動等等 。 其數(shù)學表達式為： ?x ? ?P ≥ h / 2 π （ 6－ 11） 或 ?x ? ?v ≥ h / 2π m （ 6－ 12） 式中 ?x 為微觀粒子位置的測量偏差， ?P 為粒子的動量的測量偏差， ?v 為粒子運動速度的測量偏差。 式 （ 6－ 12） 中的測量偏差之積 h/2π m ， 其數(shù)值大小取決于質量 m， 因此對于宏觀物體和微觀粒子差別極大 。 對于電子來說 ， 其 m = ? 1031 kg, h/2π m 的數(shù)量級為 10－ 4。 6－ 2－ 3 微觀粒子運動的統(tǒng)計規(guī)律 宏觀物體的運動遵循經(jīng)典力學原理 。這是電子的粒子性的表現(xiàn)。 這種統(tǒng)計的結果表明 ， 對于微觀粒子的運動 ， 雖然不能同時準確地測出單個粒子的位置和動量 ， 但它在空間某個區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機會的多與少 ， 卻是符合統(tǒng)計性規(guī)律的 。 這種函數(shù)就是微觀粒子運動的波函數(shù) ?。描 述 微 觀 粒 子 運 動 狀 態(tài) 的 波 函 數(shù) ? ， 就 是 解 Schrodinger 方程求出的 。求解 Schrodinger 方程 ， 最終就是要得到描述微觀粒子運動的波函數(shù) ? 和微觀粒子在該狀態(tài)下的能量 E。 ? 是圓周率 ，h 是 Planck 常數(shù) 。 0)(8 22222222??????????? ????? VEhmzyx 二 用四個量子數(shù)描述電子的運動狀態(tài) ?1. 主量子數(shù) n 意義： 表示原子的大小 , 核外電子離核的遠近和電子能量的高低。對于多電子來說，核外電子能量既與 n有關，又與 l有關，取決于 n和 l的取值。 ? l = 0， 1， 2， 3 …… ( n1) ，共 n個取值。 1， 177。 ? 意義 : 對于形狀一定的軌道 ( l 相同電子軌道 ), m 決定其空間取向。 角量子數(shù) l與磁量子數(shù) m的關系 ms ? 電子除了繞核作高速運動之外，同時還有自身的旋轉運動，根據(jù)量子力學計算，自旋運動有兩個方向，即順時針方向和逆時針方向，可以取數(shù)值相同而方向相反的兩種運動狀態(tài)，通常用 ↓和 ↑表示自旋相反的兩種狀態(tài)，其可能的取值只有兩個，即： ? ms=177。 解 : 對于確定的 l = 1，對應的有 m = 1， 0， +1 有三條軌道，每條軌道容納兩個自旋方向相反的電子， 所以有 3 2 = 6 個電子的運動狀態(tài)分別為： n= 4 4 4 4 4 4 l= 1 1 1 1 1 1 m= 1 1 0 0 +1 +1 ms= +1/2 1/2 +1/2 1/2 +1/2 1/2 四個量子數(shù)小結 n = 1， 2， 3， n； l = 0， 1， 2， 3， （ n1）； n個 m= 0， 177。 1/2 三、概率密度與電子云 ? 電子在空間出現(xiàn)的機會稱做概率，在某單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率稱為概率密度，就是電子在核外空間出現(xiàn)的概率密度。 2?2?電子云的圖像具有的不同特征 ?（ 1）電子云在核外空間的擴展程度。能量由高到低，分別稱為 K， L，M， N， O， P， Q能層，或者叫第一能層，第二能層、第三能層 …… 。如， 1s能級， 3d能級、 4f能級等。無論 1s電子、 2s電子、 3s電子等都只有一個取向。電子云是電子在空間出現(xiàn)的概率密度分布的形象化表示。 基態(tài)原子電子組態(tài)（電子排布） ? 41 構造原理 1. 排布原則 ? 1) 能量最低原理 ? 能量越低越穩(wěn)定，這是自然界的一個普遍規(guī)律。例如 1s軌道的能量最低。 ?④每個電子層中原子軌道的總數(shù)為 n2個 ，因此各電子層中電子的最大容量為 2n2個 。碳原子核外電子排布。 ?（ 1）第八個稀有氣體； ?（ 2）第四周期中的第八個過渡元素； ?（ 3）常溫下為液態(tài)的非金屬元素； ?（ 4）熔點最低的金屬元素； ?（ 5）第六周期中的 IVB 族元素； ?（ 6） 4f層填入 11個電子的元素； ?（ 7）第八周期將包含多少種元素； ?（ 8）原子核外出現(xiàn)第一個 5g電子的元素的原子序數(shù)是多少 。 52 基態(tài)原子的電子組態(tài) ? 1) 電子填充是按近似能級圖自能量低向能量高的軌道排布的，但書寫電子結構式時， 要把同一主層 (n相同 )的軌道寫在一起， ? 2) 原子實表示電子排布時， 內(nèi)層已經(jīng)達到稀有(惰性 )氣體原子的結構。 ?元素 電中性原子 正 離 子 最外層電子數(shù) Fe 3d64s2 Fe2+ 3d6 (14e) ? Fe3+ 3d5 (13e) ? Cu 3d104s1 Cu+ 3d10 (18e) ? Cu2+ 3d9 (17e) 167。主族元素的族數(shù) =最外層的電子數(shù) ?③ d區(qū) 電子層結構： （ n1） d19ns12， Ⅲ B族到Ⅷ 族。 3. 原子的電子層結構與周期的關系 ?從原子核外電子排布的規(guī)律可知，能級組的劃分是導致周期系中各元素能劃分為周期的原因。 在推測原子的電子的構型時 ， 記住稀有氣體的元素符號和原子序數(shù)是很有幫助的 。 2) 金屬半徑 : ? 金屬晶體中，金屬原子被看為剛性球體，彼此相切，其核間距的一半，為金屬半徑。這主要是由于鑭系收縮所造成的結果 二、原子半徑在周期中的變化 ? 在短周期中，從左到右隨著核電荷數(shù)的增加，原子核對外層電子的吸引作用也相應地增強，使原子半徑逐漸縮?。煌瑫r 由于新增加的電子是依次填充在相同主量子數(shù)的電子層上，而同一電子層上電子數(shù)的增加也增強了電子間的相互排斥作用，使原子半徑有增大的傾向，因此這是相互矛盾的因素。 在長周期中，對于過渡元素來說，新增電子填入次外層的 d軌道上。在第 7周期中鑭系和錒系元素取得f7和 f14的結構時，也會出現(xiàn)原子半徑略有增大的類似情況。鑭系元素原子半徑縮小的幅度雖然遠遠小于非過渡元素，但它的影響很大，由于鑭系收縮的存在，使鑭系后面的各過渡元素的原子半徑都相應縮小，致使同一副族的第五、六周期過渡元素的原子半徑非常接近。 此外，電離能還可以說明該元素通常呈現(xiàn)的價態(tài)，同時也證明電子在核外是分層排布的。 N： I4/I3 = ， I6/I5 = ，所以 N(V)容易形成。 左向右，電子親合能 E 增大，其中氮原子 N 的 (58)是計算值 , 但為何為負值 ? 因為 N 的電子結構為 [He] ， 2p軌道半充滿 , 比較穩(wěn)定，不易得電子，如果得到電子， 非但不釋放能量，反而要吸收能量，所以 E為負值。 ?說明： ?（ 1） 元素的第一電子親合能是放熱的，第二、第三電子親合能是吸熱的。同一周期，自左至右， 第一電子親合能逐