【正文】 數(shù)(wave number)都滿足簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式 : ???????? ?? 222111~nnR?名字 n1 n2 Lyman 系 Balmer系 Paschen系 Brackett系 Pfund系 1 2 3 4 5 2, 3, 4,… 3, 4, 5,… 4, 5, 6,… 5, 6, 7,… 6, 7, 8,… 如：對(duì)于 Balmer線系的處理 12215 s)121( ??nvn = 3 紅 （ Hα） n = 4 青 （ Hβ ） n = 5 藍(lán)紫 （ Hγ ） n = 6 紫 （ Hδ ） 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 常數(shù)R y d be r gnnnnnnhvE:R 11RJ11 s11H2221H222118122211534?????????????????????????????????上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 愛因斯坦的光子學(xué)說(shuō) 普朗克的量子化學(xué)說(shuō) 氫原子的光譜實(shí)驗(yàn) 盧瑟福的有核模型 Bohr在 的基礎(chǔ)上，建 立了 Bohr理論 Bohr模型的建立Bohr model模型的建立波粒二象性 Boh r 模型的建立Bohr ’s m o de l模型的建立上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 玻爾模型認(rèn)為 , 電子只能在若干圓形的固定軌道上繞核運(yùn)動(dòng) 。 基態(tài) (ground state): n 值為 1 的定態(tài)。 1, 177。 如 2s軌道的兩種表示法 中 ， (a)中原子核附近 (r = 0)電子概率最高 , 在離核某個(gè)距離處下降到零 , 概率為零的這個(gè)點(diǎn)叫 節(jié)點(diǎn) 。 例如 , 氫原子 1s軌道的 R(r) = 2er。 ★ Ψ2 的物理意義是概率密度 ， 微粒波的強(qiáng)度 (Ψ2 )表 達(dá)微粒在空間某點(diǎn)單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率 。 ◆ 從 Sc 開始 , 第 4周期元素的 3d軌 道能級(jí)低于 4s。 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 ◆ 泡利不相容原理 (Pauli exclusion principle)： 同一原子中不能存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子 , 或者說(shuō)同一原子中不能存在四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。 基態(tài)原子的電子組態(tài)：小結(jié)基態(tài)原子的電子組態(tài)：小結(jié)上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 每個(gè)電子層最多容納的電子數(shù) 主量子數(shù) n 1 2 3 4 電子層 K L M N 角量子數(shù) l 0 1 2 3 電子亞層 s p d f 每個(gè)亞層中軌道數(shù)目 每個(gè)亞層最多容納電子數(shù) 1 3 5 7 2 6 10 14 2 8 18 2n2 元素周期表 The periodic table of elements 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 共七個(gè)周期 , 對(duì)應(yīng)于順序圖中的七個(gè)能級(jí)組。 迄今所有的原子半徑都是在結(jié)合狀態(tài)下測(cè)定的 。 元素的電子親和能越大 ,原子獲取電子的能力越強(qiáng) ,即非金屬性越強(qiáng) 。 事實(shí)上 , 第 2族原子的核電荷被兩個(gè) s 電子屏蔽得如此有效 , 以致獲得電子的過(guò)程甚至成為吸熱過(guò)程 。 電負(fù)性概念不能電離能和電子親和能概念用混 ! 與電負(fù)性概念不能電離能和電子親和能概念用混與上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 電負(fù)性變化的電負(fù)性變化的 形象表示形象表示Electron egat ivi ty電負(fù)性變化的電負(fù)性變化的 形象表示形象表示。如果原子 吸引 電 子 的趨勢(shì)相對(duì)較弱 ,元素在該化合物中則顯示電正 性 (electropositive)。 是放熱還是吸熱 , 決定于吸引力和 排斥力哪一種起支配作用 。 各級(jí)電離能的數(shù)值關(guān)系為 I1＜ I2＜ I3… . 。 與 你能聯(lián)系起周期 順序圖之間的關(guān)系嗎 ? 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 采用 IUPAC推薦的族編號(hào)系統(tǒng) , 自左至右依次編為第 1至第 18族 。 量子數(shù) n l m ms 電子 A 2 1 0 電子 B 2 1 0 21?21上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 怎樣推算出各層 (shell)和各亞層(subshell)電子的最大容量 ? Question 7 Solution 由 泡利不相容原理 并結(jié)合三個(gè)軌道量子數(shù)之間的關(guān)系 , 能夠推知各電子層和電子亞層的最大容量 。 此圖不是順序圖 !上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 屏蔽和穿鉆 對(duì)一個(gè)指定的電子而言 ,它會(huì)受到來(lái)自內(nèi)層電子和同層其他電子負(fù)電荷的排斥力 , 這種球殼狀負(fù)電荷像一個(gè)屏蔽罩 , 部分阻隔了 核對(duì)該電子的吸引力 （ 1） 屏蔽效應(yīng)（ Shielding effect） J)(101 7 2 218n ZE ??? e e He e He+ 2σ 假想 He He+移走一個(gè) e 需 1018 J +2 +2 e He 移走一個(gè) e 需 1018 J 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 屏蔽參數(shù) σ 的大小可由 Slater 規(guī)則決定： 將原子中的電子分成如下幾組： （ 1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)… ◆ 位于被屏蔽電子右邊的各組， ? = 0 ◆ 1 ? 軌道上的 2 個(gè)電子間 ? = ， n1 時(shí)， ? = ◆ 被屏蔽電子為 ns 或 np 時(shí)， (n1) 層對(duì)它 ? = 小 于 (n1)的 ? = ◆ 被屏蔽電子 nd 或 nf 時(shí)，左邊各組 ? = Z* = Z σ 有效核電荷 Z * 與 屏蔽參數(shù) σshi eldi ng pa r amet er上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 為什么 2s 價(jià)電子比 2p 價(jià) 電子受到較小的屏蔽 ? Question 6 Solution 2 s電子云徑向分布曲線除主峰外 ,還有一個(gè)距核更近的小峰 . 這暗示 , 部分電子云鉆至離核更近的空間 , 從而部分回避了其他電子的屏蔽 . 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 ◆ 軌道的鉆穿能力通常有如下順序 : n s n p n d n f， 導(dǎo)致能級(jí)按 E(ns) E(np) E(nd) E(nf ) 順序分裂 。 從波函數(shù) Ψ ( r , θ , φ )到電子云 Ψ 2 ( r , θ , φ )從波函數(shù) Ψ θ φ到電子云 Ψ θ φ上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 表示徑向電子云分布的兩種方法 之一 :(藍(lán)色曲線 ) ★ 縱坐標(biāo) : R2 ★ 離核越近 , 電子出現(xiàn)的概率密 度 (單位體積內(nèi)的概率 )越大 。 角度波函數(shù) ),(, ??mlY?)(, rR ln?),(, ??? rmln上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 ★ 通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)畫出若干條射線 , 每條對(duì)應(yīng)一組 θ 和 φ 值 。dinger方程與量子數(shù) ★ 求解薛定諤方程 , 就是求得波函數(shù) ψ 和能量 E 。 l ◆ 取值決定了 ψ角度函數(shù)的空間取向 ◆ m 值相同的軌道互為等價(jià)軌道 （ 3） 磁量子數(shù) m ( magic quantum number) L m 軌道數(shù) 0(s) 1(p) 2(d) 3(f) 0 ＋ 1 0 － 1 ＋ 2 ＋ 1 0 － 1 － 2 ＋ 3 ＋ 2 ＋ 1 0 － 1 － 2 － 3 1 3 5 7 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 s 軌道 (l = 0, m = 0 ) : m 一 種取值 , 空間一種取向 , 一條 s 軌道 p 軌道 (l = 1, m = +1, 0, 1) m 三種取值 , 三種取向 , 三條等價(jià) (簡(jiǎn)并 ) p 軌道 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 d 軌道 (l = 2, m = +2, +1, 0, 1, 2) : m 五 種取值 , 空間五種取向 , 五條等價(jià) (簡(jiǎn)并 ) d 軌道 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 f 軌道 ( l = 3, m = +3, +2, +1, 0, 1, 2, 3 ) : m 七種取值 , 空間七種取向 , 七條等價(jià) (簡(jiǎn)并 ) f 軌道 本課程 不要求 記住 f 軌道 具體形狀 !上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 （ 4） 自旋量子數(shù) ms (spin quantum number) ◆ 描述電子繞自軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài) ◆ 自旋運(yùn)動(dòng)使電子具有類似于微磁體的行為 ◆ ms 取值 +1/2和 1/2，分別用 ↑ 和 ↓ 表示 磁場(chǎng) 屏幕 窄縫 銀原子流 爐 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 n, l, m 一定 , 軌道也確定 0 1 2 3…… 軌道 s p d f…… 例如 : n =2,