第七章__原子的壳层结构[1]

1、12.2.1 原子的能级一确定电子状态的量子数二、原子中电子分布所遵从的基本原理24. 自旋磁量子数 ms= 1/2 一确定电子状态的量子数一确定电子状态的量子数一个在原子核的库仑场中运动的核外电子的状态，可用一个在原子核的库仑场中运动的核外电子的状态，可用四个量子数来确定。四个量子数来确定。主量子数n=1.2.3 2. 轨道角动量量子数 =0，1，2，3 (n-1)轨道磁量子数 m =0, 1, 2, ， 3代表轨道在空间的可能取向，或轨道角动量在某一特殊方向（例如磁场方向的分 量（量子力学中代表电子云的伸展方向）。 s=1/2 代表自旋角动量，对所有的电子是相同的,不能成为区别电子态的参数

2、。 代表电子运动区域的大小和它的总能量的主要部分,前者按轨道的描述也就是轨道的大小。代表轨道的形状和轨道角动量（按量子力学理论，代表电子云的形状）且也与能量有关。代表自旋的取向，也代表自旋角动量在某一特殊方向（例如磁场方向）的分量。主量子数轨道角量子数 轨道磁量子数自旋磁量子数自旋量子数4壳层结构主壳层：我们把原子中n相同的一切电子的集合称为一个主壳层。支壳层： 在每一个主壳层中，具有相同角量子数的电 子的集合称为一个支壳层。5一个主壳层最多能容纳的电子数： 1022)12(2nlnlN一个支壳层最多能容纳的电子数：NL=2（2 +1）6 n1234567壳层名称KLMNOPQ L 0 123

3、456支壳层名称 s pdfghi7 表表 各壳层可以容纳的最多电子数各壳层可以容纳的最多电子数56主量子数主量子数壳层名称壳层名称最多电最多电子数子数 2n2角量子数角量子数支壳层支壳层最多电最多电子数子数 2(2 +1)1 234KLMNOP28183250720 0 10 1 2 3 0 1 2 3 4 50 1 20 1 2 3 4s s ps p ds p d fs p d f g hs p d f g 2 2 6 2 6 10 2 6 1014 2 6 10 14 18 2 6 10 141832 8（3 ） 当n， 都不相同时，则出现能级交错现象。既 n大 小的能级，低于 n 小

4、 大的能级。9w第一周期第一周期w1.H w2.He一、各原子处于基态时，核外电子的排布情况:1s11s2 原子基态的电子组态10第二周期w3.Li w4.Bew5.Bw6.Cw7.Nw8.Ow9.Fw10.Ne1s22s11s22s21s22s22p11s2s2p1s22s22p21s22s22p31s22s22p41s22s22p51s22s22p61111.Na 1s22p63s112.Mg 1s22p63s2 13.Al 1s22p63s23p1 14.si 1s22p63s23p2 15.P 1s22p63s23p3 16.S 1s22p63s23p417.Cl 1s22p63s23

5、p5 18.Ar 1s22p63s23p6因为3d空着,所以第三周期只有8个元素而不是18个元素第三周期12 第一周期2个元素，第二周期8个元素，电子填充很有规律。逐一增加电子时，从内向外进行填充；第三周期一直到18号元素Ar为止，电子的填充都是从内向外进行，到氩时3p支壳层被填满，但3d支壳层还全空着，下一个元素的第19个电子是填3d还是填4s呢？13 进一步考虑了电子填充后的系统的总能量应该最低，实际填充壳层的顺序如图所示。141定性说明3d轨道是(n=3,L=2)圆轨道，没有轨道贯穿和极化效应，而4s轨道是很扁的椭圆轨道，轨道贯穿和原子实的极化都很厉害，以致于其能量下降而低于能级。15二

6、、原子中电子分布所遵从的基本原理1.泡利不相容原理2.能量最低原理16这是一条实验规律,它的内容是:在同一个原子中,一个被(n, ,m,ms)四个量子数表征的态中只能有一个电子；或者说, 同一个原子中,不可能有两个或两个以上的电子处在同一个状态；也可以说，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数。1.泡利不相容原理17推论:1. 一个原子中,n, ,m ,ms这四个量子数完全相同的电子只能有一个。2.具有相同量子数n, ,m 的电子最多能有两个 ,它们的第四个量子数ms分别为 。21182、能量最低原理 原子在正常状态时，每个电子在不违背泡利不相容原理的前提下，总是趋向占有最低能量的状态，以使原子系统的能量具有最小值。能量最低原理的补充(1)在同一支壳层中（相同）的电子排布 时，将首先占据磁量子数m 不同的状态、且使自旋平行。(2)同一支壳层中当电子数为半满