【正文】 。 波函數(shù)所表示的原子軌道代表核外電子的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是表示電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)函數(shù)。 主量子數(shù) n 的取值為 1， 2， 3， … … 等正整數(shù)，在光譜學(xué)中分別用大寫(xiě)英文字母 K， L， M， N， O， P … … 等代表。 2 角量子數(shù) l 角量子數(shù) l 的取值為 0， 1， 2， 3， 4， … … ，（ n－1），對(duì)應(yīng)的光譜學(xué)符號(hào)為 s， p， d， f， g … … 等。即： E ns = E np = E nd = E nf 角量子數(shù) l 決定原子軌道的形狀。 l = 1時(shí)，由式（ 6－ 26）， ?? 22hM 且磁量子數(shù)只有 m = 0， m = +1， m =－ 1 三種取值，因此角動(dòng)量 M 在 z 軸上的分量 Mz 只有三種相應(yīng)的取值，分別為 0， h/2π，－ h/2π 。 磁量子數(shù) m ，一般與原子軌道的能量無(wú)關(guān)。 例如，由 n = 1， l = 0， m = 0 所表示的原子軌道位于核外第一層，呈球形對(duì)稱(chēng)分布，即 2s 軌道。電子自旋角動(dòng)量沿外磁場(chǎng)方向的分量 Ms 的大小，由自旋量子數(shù) ms 決定 ms 的取值只有兩個(gè)，即 ms = ?1/2，所以 ms 也是量子化的。 電子衍射實(shí)驗(yàn)中，衍射環(huán)紋的亮環(huán)處電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，即幾率大，而暗環(huán)處電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)較少，即幾率較小。 處于不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，它們的波函數(shù) ?各不相同，其 ???2也當(dāng)然各不相同。 界面圖 界面圖是一個(gè)等密度面，電子在界面以?xún)?nèi)出現(xiàn)的幾率占了絕大部分，例如占 95%。將4?r2???2?r除以厚度 ?r，即得單位厚度球殼中的幾率4?r2???2。 2s 有兩個(gè)幾率峰， 3s 有三個(gè)峰， ? ， ns 有 n個(gè)峰；2p 有一個(gè)峰， 3p 有兩個(gè)峰， ? ， np 有（ n－ 1）個(gè)峰；3d 有一個(gè)峰， 4d 有兩個(gè)峰， ? ， nd 有（ n－ 2）個(gè)峰 ? 由此可知，某電子的徑向幾率分布曲線(xiàn)的幾率峰的數(shù)目 N峰與描述該電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的主量子數(shù) n 和角量子數(shù) l 有關(guān) N峰 ＝ n－ l (6－ 31) 當(dāng)電子的徑向幾率分布曲線(xiàn)的幾率峰的數(shù)目大于 1時(shí)，在幾個(gè)峰中總有一個(gè)幾率最大的主峰，且主量子數(shù) n相同的電子，如 2s 和 2p，其幾率最大的主峰離核的遠(yuǎn)近相似，比 1s 的幾率峰離核遠(yuǎn)些。 (6－ 23) 其角度部分為 Y ( ?， ? ) ＝ cos? ， ? 與 Y ＝ cos? 的取值見(jiàn)表 6－ 1。 通過(guò)類(lèi)似的方法可以畫(huà)出 s、 p、 d 各種原子軌道的角度分布圖，如圖 6－ 13 所示 (下頁(yè) )。這兩個(gè)內(nèi)層電子的排斥作用可以考慮成對(duì)核電荷 Z 的抵消或屏蔽，使核有效電荷數(shù) Z* 減小。 解：屏蔽常數(shù) ? 的值可由所有屏蔽電子對(duì) ? 的貢獻(xiàn)值相加而得。 解：最后一個(gè)電子，若填入 4s 軌道中時(shí)， K 原子的電子結(jié)構(gòu)式為 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 4s電子的 ?4s =（ ? 8） +（ ? 10） = E4s ＝ － eV 最后一個(gè)電子，若填入 3d 軌道中時(shí)， K 原子的電子結(jié)構(gòu)式為 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 3d 電子的 ?3d = ?18 = 18 E3d = － eV 計(jì)算結(jié)果是 E4s E3d，說(shuō)明 K 原子中的最后一個(gè)電子，填入 4s 軌道中時(shí)能量較低。 第一能級(jí)組中只有一個(gè)能級(jí) 1s ， 1s 能級(jí)只有一個(gè)原子軌道，在圖 6－ 15 中用一個(gè) ○ 表示。 第五能級(jí)組中有三個(gè)能級(jí) 5s、 4d 和 5p。而且該能級(jí)所在能級(jí)組的組數(shù)，就是（ n + l ）的整數(shù)部分。由于角量子數(shù) l 不同的軌道能量降低的幅度不一致，引起了能級(jí)分裂，即 E ns E np E nd E nf 不同元素的原子軌道能級(jí)的排列次序可能不完全一致。即在同一原子中沒(méi)有四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子，或者說(shuō)在同一個(gè)原子中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子。另外 2 個(gè)電子將排布在三個(gè)能量簡(jiǎn)并的 2p 軌道。 鉻原子核外有 24 個(gè)電子，它的電子結(jié)構(gòu)式為 [Ar] 3d54s1，而不是 [Ar] 3d4 4s2。 表 6－ 3 元素原子的電子排布情況 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 1 H 氫 Hydrogen 1s1 2 He 氦 Helium 1s2 3 Li 鋰 Lithium [He] 2s1 4 Be 鈹 Beryllium [He] 2s2 5 B 硼 Boron [He] 2s22p1 6 C 碳 Carbon [He] 2s22p2 7 N 氮 Nitrogen [He] 2s22p3 8 O 氧 Oxygen [He] 2s22p4 9 F 氟 Fluorine [He] 2s22p5 10 Ne 氖 Neon [He] 2s22p6 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 11 Na 鈉 Sodium [Ne] 3s1 12 Mg 鎂 Magnesium [Ne] 3s2 13 Al 鋁 Aluminum [Ne] 3s23p1 14 Si 硅 Silicon [Ne] 3s23p2 15 P 磷 Phosphorus [Ne] 3s23p3 16 S 硫 Sulfur [Ne] 3s23p4 17 Cl 氯 Chlorine [Ne] 3s23p5 18 Ar 氬 Argon [Ne] 3s23p6 19 K 鉀 Potassium [Ar] 4s1 20 Ca 鈣 Calcium [Ar] 4s2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 21 Sc 鈧 Scandium [Ar] 3d14s2 22 Ti 鈦 Titanium [Ar] 3d24s2 23 V 釩 Vanadium [Ar] 3d34s2 24 Cr 鉻 Chromium [Ar] 3d54s1 25 Mn 錳 Manganese [Ar] 3d54s2 26 Fe 鐵 Iron [Ar] 3d64s2 27 Co 鈷 Cobalt [Ar] 3d74s2 28 Ni 鎳 Nickel [Ar] 3d84s2 29 Cu 銅 Copper [Ar] 3d104s1 30 Zn 鋅 Zinc [Ar] 3d104s2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 31 Ga 鎵 Gallium [Ar] 3d104s24p1 32 Ge 鍺 Germanium [Ar] 3d104s24p2 33 As 砷 Arsenic [Ar] 3d104s24p3 34 Se 硒 Selenium [Ar] 3d104s24p4 35 Br 溴 Bromine [Ar] 3d104s24p5 36 Kr 氪 Krypton [Ar] 3d104s24p6 37 Rb 銣 Rubidium [Kr] 5s1 38 Sr 銫 Strontium [Kr] 5s2 39 Y 釔 Yttrium [Kr] 4d15s2 40 Zr 鋯 Zirconium [Kr] 4d25s2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 41 Nb 鈮 Niobium [Kr] 4d45s1 42 Mo 鉬 Molybdenum [Kr] 4d55s1 43 Tc 锝 Techium [Kr] 4d55s2 44 Ru 釕 Ruthenium [Kr] 4d75s1 45 Rh 銠 Rhodium [Kr] 4d85s1 46 Pd 鈀 Palladium [Kr] 4d10 47 Ag 銀 Silver [Kr] 4d105s1 48 Cd 鎘 Cadmium [Kr] 4d105s2 49 In 銦 Indium [Kr] 4d105s25p1 50 Sn 錫 Tin [Kr] 4d105s25p2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 51 Sb 銻 Antimony [Kr] 4d105s25p3 52 Te 碲 Tellurium [Kr] 4d105s25p4 53 I 碘 Iodine [Kr] 4d105s25p5 54 Xe 氙 Xenon [Kr] 4d105s25p6 55 Cs 銫 Cesium [Xe] 6s1 56 Ba 鋇 Barium [Xe] 6s2 57 La 鑭 Lanthanum [Xe] 5d16s2 58 Ce 鈰 Cerium [Xe] 4f15d16s2 59 Pr 鐠 Praseodymium [Xe] 4f36s2 60 Nd 釹 Neodymium [Xe] 4f46s2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 61 Pm 钷 Promethium [Xe] 4f56s2 62 Sm 釤 Samarium [Xe] 4f66s2 63 Eu 銪 Europium [Xe] 4f76s2 64 Gd 釓 Gadolinium [Xe] 4f75d16s2 65 Tb 鋱 Terbium [Xe] 4f96s2 66 Dy 鏑 Dysprosium [Xe] 4f106s2 67 Ho 鈥 Holmium [Xe] 4f116s2 68 Er 鉺 Erbium [Xe] 4f126s2 69 Tm 銩 Thulium [Xe] 4f136s2 70 Yb 鐿 Ytterbium [Xe] 4f146s2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 71 Lu 镥 Lutetium [Xe] 4f145d16s2 72 Hf 鉿 Hafnium [Xe] 4f145d26s2 73 Ta 鉭 Tantalum [Xe] 4f145d36s2 74 W 鎢 Tungsten [Xe] 4f145d46s2 75 Re 錸 Rhenium [Xe] 4f145d56s2 76 Os 鋨 Osmium [Xe] 4f145d66s2 77 Ir 銥 Iridium [Xe] 4f145d76s2 78 Pt 鉑 Platinum [Xe] 4f145d96s1 79 Au 金 Gold [Xe] 4f145d106s1 80 Hg 汞 Mercury [Xe] 4f145d106s2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 81 Tl 鉈 Thallium [Xe] 4f145d106s26p1 82 Pb 鉛 Lead [Xe] 4f145d106s26p2 83 Bi 鉍 Bismuth [Xe] 4f145d106s26p3 84 Po 釙 Polonium [Xe] 4f145d106s26p4 85 At 砹 Astatine [Xe] 4f145d106s26p5 86 Rn 氡 Radon [Xe] 4f145d106s26p6 87 Fr 鈁 Trancium [Rn] 7s1 88 Ra 鐳 Radium [Rn] 7s2 89 Ac 錒 Actinium [Rn] 6d17s2 90 Th 釷 Thorium [Rn] 6d27s2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 91 Pa 鏷 Protactinium [Rn] 5f26d17s2 92 U 鈾 Uranium [Rn] 5f36d17s2 93 Np 镎 Neptunium [Rn] 5f46d17s2 94 Pu 钚 Plutonium [Rn] 5f67s2 95 Am 镅 Americium [Rn] 5f77s2 96 Cm 鋦 Curium [Rn] 5f76d17s2 97 Bk 锫 Berkelium [Rn] 5f97s21 98 Cf 锎 Californium [Rn] 5f107s2 99 Es 锿 Einsteinium [Rn] 5f117s2 100 Fm 鐨 Fermium [Rn] 5f127s2 101 Md 鍆 Mendelevium [Rn] 5f137s2 原子序數(shù) 元素符號(hào) 中文名 稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電子結(jié)構(gòu)式 102 No 锘 Nobelium [Rn] 5f147s2 103 Lr 鐒 Lawrencium [Rn] 5f146d17s2 104 Rf “金盧” Rutherfordium [Rn] 5f146d27s2 105 Du “金杜” Dubnium 。同樣，銅原子的電子結(jié)構(gòu)式為 [Ar] 3d10 4s1，而不是 [Ar] 3d9 4s2。圖 6－ 17 為碳原子的電子軌道圖。 對(duì)于每一個(gè)主量子數(shù) n，其角量子數(shù) l 存在 0， 1， 2，