泡利不相容原理.ppt

1、1,原子核外电子的排布 一、原子中电子的四个量子数 二、泡利不相容原理 三、能量最低原理 四、原子的电子组态符号,泡利不相容原理,2,原子核,电子,高能级,低能级,孤立原子的能级,围绕原子核旋转的电子能量不能任意取值，只能取特定 的离散值(离散轨道)，这种现象称为电子能量的量子化。,电子优先抢占低能级,3,氢原子的能级图,赖曼系,巴耳末系,帕邢系,4,由量子力学得出的氢原子能级图和玻尔理论的结果相同,玻尔理论的一条能级对应于电子的一种轨道,量子力学的一条能级 则对应于电子的一种状态 每个状态用量子数 n , l , ml , ms 描述,5,能级: 粒子的内部能量值,高能级: 能量较高的能级,

2、低能级: 能量较低的能级,基能级: 能量最低的能级 (相应的状态称基态）,激发能级: 能量高于基能级的其它所有能级(相应状态称激发态),激发态,基态,6,一、原子中电子的四个量子数,描述原子中电子的运动状态 需要一组量子数（ n，l，ml，ms ）,1.主量子数 n = 1, 2, 3, 决定能量的主要因素,2.角(轨道)量子数 l = 0,1,2(n-1) 对能量有一定影响,n一定时 有n种取值 l 越小能量越低,7,4.自旋磁量子数,3.磁量子数,引起磁场中能级的分裂,产生精细结构,8,自旋角动量也只有一个值,不变 不必总提及 可不计入,s = 1/2,原子中核外电子的排布要遵守,泡利不相

3、容原理,能量最低原理,需要说明的是 自旋量子数,只有一个值,9,四个量子数小结,电子能量的主体 确定的能级 角动量的可能取值 对总能量有一定影响 “轨道”角动量在磁场中可能的取向 能级分裂 谱线精细结构,主量子数 角量子数 磁量子数 自旋磁量子数,10,二、泡利不相容原理,1.泡利不相容原理 一个原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的状态 或说 一个原子内不可能有四个量子数完全相同的电子 或说 不可能有两个或两个以上的电子处于同一个量子态,11,同一个n 组成一个壳层 对应于n = 1, 2, 3,的各壳层 分别记做 K, L, M, N, O, P,相同 n, l 组成一个支壳层

4、对应于l = 0, 1, 2, 3,的各支壳层 分别记做 s, p, d, f, g, h,2.各壳层可容纳的电子数,12,3d3p3s,2p2s,1s,n=1,n=2,n=3,13,一个支壳层内电子 可有（2l+1） 2种量子态, 主量子数为n的壳层 内可容纳的电子数为,泡利原理是一个极为重要的自然规律是理解原子结构和元素周期表的重要理论基础。,14,15,各壳层可容纳的电子数,16,获1945年诺贝尔 物理学奖,Wolfgang Pauli 奥地利人 1900-1958,泡 利,17,三、能量最低原理,“电子优先占据最低能态”,3d3p3s,2p2s,1s,n=1,n=2,n=3,18,19,能量,主量子数,电子能量水平随主量子数和次量子数的变化情况,20,分配原则,1、泡利不相容原理：一个多电子原子系统中，不可能有两个电子具有相同的状态4对量子数 n、l、m、m s 至少有一对不同。,2、能量最小原理：基态原子中电子先填满能量小的壳层。,例题：氯原子有17个电子，写出基态原子组态。,1s22s2