原子物理第5章多電子原子-閱讀頁
2025-01-28 14:42本頁面
【正文】 。 2． 軌道角量子數(shù) l l決定電子軌道的形狀和角動量的大小 ， 同時也與能量有關(guān) . n相同時 ， l?大 ， 能量 ?高 。 sm?2hmSsz ? 21??sm(n， l， ， ) lmsmPauli原理更一般的描述是，在費米子（自旋為半整數(shù)的粒子）組成的系統(tǒng)中 不能有兩個或多個粒子處于完全相同的狀態(tài) 泡利不相容原理的敘述及其應(yīng)用 1．描述電子運動狀態(tài)的量子數(shù) 主量子數(shù) n： n=1,2,3…… 角量子數(shù) l ：l=0,1,2… (n1) 軌道磁量子數(shù) ml： ml=0,177。 l 自旋量子數(shù) s：s= 自旋磁量子數(shù) ms： ms=177。比如總能量，角動量，軌道的空間取向，自旋的空 間取向等物理量都可以由這組量子數(shù)確定。 SL ???13)11( Sss)21( 21 ??? ss mm而在 的情況下，泡利原理要求 ,即兩個電子軌道的空間取向不同。體系越穩(wěn)定，所以同一組態(tài)的原子態(tài)中，三重態(tài)能級總低于單態(tài) .而對于 態(tài)， 即是 S1 和 S2 同向的，否則不能得到 S=1，可是它已經(jīng)違反了Pauli不相容原理。 2121 , llnn ?? 21 ll mm ?,21,0,0,1 21212121 ????????? ssll mmmmllnn13)11( Sss三 、 各殼層所能容納的最大電子數(shù) 1． n、 l相同的次殼層： 2． n相同的主殼層： )12(2 ?? lN l2102)12(2 nlNnln ??? ???同科電子形成的原子態(tài) 定義 n 和 L 兩個量子數(shù)相同的電子稱為同科電子 ,表示為 n是主量子數(shù) ,L 是角量子數(shù)， m 是同科電子的個數(shù)；例如 : 等。例如 1S2 形成的原子態(tài)為 ， 而非同科情況下， 1s2s形成的原子態(tài)為 . mnl22 222。 21s0,0 2121 ???? llnn ? 021 ?? ll mmsm 211 ?sm 212 ??sm212 ?sm 211 ??sm 0,02121 ?????? lllsss mmmmmm?0。 元素周期表 一 ． 元素周期表 將元素按核電荷數(shù)的大小排列起來 ， 其物理 、 化學(xué)性質(zhì)將出現(xiàn)明顯的周期性 。 玻爾： 原子內(nèi)的電子按一定的殼層排列 ， 每一殼層內(nèi)的電子都有相同的主量子數(shù) ， 每一個新的周期是從電子填充新的主殼層開始 ， 元素的物理 、 化學(xué)性質(zhì)取決于原子最外層的電子即價電子的數(shù)目 。 n、 l相同的次殼層： n相同的主殼層： )12(2 ?? lN l2102)12(2 nlNnln ??? ???2．能量最小原理：電子按能量由低到高的次序填充各殼層 3．原子實的貫穿和原子實極化對能級的影響 三 ． 各元素的原子殼層結(jié)構(gòu) 1． 第一周期：從 n=1的 K殼層填起 。 3．第三周期：從 n=3的 M殼層填起。元素周期表Authorware file 39。107 icon(s) total, 171 K bytes205年7月1日Icon 39。Atomic 39。元素周期表Authorware file 39。107 icon(s) total, 171 K bytes205年7月1日Icon 39。Atomic 39。所以 n殼層內(nèi)所能容納的最大電子數(shù)為 : 2）在弱磁場中 ，當(dāng) 一定時， ，對每一個 j， 可取 2j+1個值，所以 支殼層內(nèi)所能容納的最大電子數(shù)為： 同理 可見殼層和在殼層中所能容納的最大電子數(shù)不受外磁場的影響。12,1,0 ?? nl ? ? ?210102]2)]1(0[2[2]))1(210(2[2)1)1(2()122()112()102(2)12(2nnnnnnnlnNninii??????????????????????????????? ????????),( jmjln ln, 21?? lj jmllj NllN ??????? ]1)21(2[]1)21(2[2102 nNN ni l?? ???2max 2nN ? )12(2)( m a x ?? lN lIcon 39。Atomic 39。元素周期表Authorware file 39。107 icon(s) total, 171 K bytes205年7月1日 縱觀元素周期表中各元素核外電子的分布，我們發(fā)現(xiàn)電子在填充過程中遵循如下規(guī)律： 1．原子核外電子數(shù)等于該原子的原子序數(shù)，各殼層和支殼層所能容納的最大電子數(shù)受上述規(guī)律制約?？梢妰烧卟⒉灰恢?；這說明：某一殼層尚未填滿，電子會開始填一個新的殼層。 第一周期 2個元素，第二周期 8個元素，電子填充很有規(guī)律。而進入 4s軌道，從而開始了下一周期。 定性說明 3d軌道是 (n=3,L=2)圓軌道，沒有軌道貫穿和極化效應(yīng)，而 4s軌道是很扁的橢圓軌道，軌道貫穿和原子實的極化都很厲害，以致于其能量下降而
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