wjhx-05-2 原子结构的近代概念

第二节原子结构的近代概念第五章原子结构和元素周期性第二节原子结构的近代概念无机化学多媒体电子教案5-2-1电子的波粒二象性5-2-1电子的波粒二象性粒子性——电子有确定的体积(d约为10-15m)和质量(9.1091×10-31kg)波动性——衍射现象演示5-2-2概率5-2-2概率电子运动有规律但无法确定其运动轨迹概率——出现机会多少核外空间某些区域电子出现的机会多，概率大；核外空间某些区域电子出现的机会少，概率小。概率密度——电子在原子核外某处单位体积内出现的概率5-2-３原子轨道5-2-3原子轨道薛定谔波动方程：描述微观粒子运动状态的基本方程0)(8)(22222222VEhmzyx对氢原子来说,波函数Ψ(X、Y、Z)是描述氢原子核外电子运动状态的数学表达式。m——电子质量h——普朗克常数E——体系总能量V——电子的势能波函数对薛定谔方程求解，可以得到一系列波函数Ψ１s、Ψ２s、Ψ２p.....Ψi相应的能量值E１s、E２s、E２p.....Ei波函数方程的每一个解代表电子的一种可能运动状态在量子力学中，用波函数和与其对应的能量来描述电子的运动状态。Ψ是描述电子运动状态的数学表达式，Ψ的空间图象叫原子轨道，原子轨道的数学表达式就是波函数。原子轨道的角度分布图：将波函数Ψ的角度分布部分(Y)作图所得的图象。zx++++++++++++++-------------zzzzzxxxxxxxyyyyspxpypzdxydyzdxzdz2dx2-y2原子轨道的角度分布图5-2-4电子云5-2-4电子云概率密度：|Ψ|2表示电子在原子内核外某处出现的概率密度电子云：|Ψ|2的空间图象用小黑点的疏密表示电子出现概率密度的相对大小小黑点较密的地方，概率密度较大，单位体积内电子出现的机会多。如1s的电子云电子云角度分布图：|Ψ|2角度部分作图zzzzzzxxxxxxxxyyyyyspxpypzdxydyzdxzdx2dx2-y2与原子轨道角度分布图的不同：原子轨道电子云有正、负为正(一般不标)胖瘦5-2-5量子数5-2-5量子数主量子数(n)表示原子轨道或电子云离核距离和能级高低n=1、2、3、4、5…..∞正整数n12345电子层第一层第二层第三层第四层第五层电子层符号KLMNOn值越小，该电子层离核越近，能级越低。副量子数(ι)表示原子轨道或电子云的形状ι=0、1、2、3…..(n-1)的正整数ι０１２３４形状球形哑铃形花瓣形电子亚层符号spdfg同一电子层,ι值越小,该电子亚层能级越低。n１２３４ι０010120123符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f磁量子数(m)表示原子轨迹或电子云在空间的伸展方向m值：-ι、0、+ι的正整数,共(2l+1)个ι０１２m0-1、0、+１-2、-1、0、+1、+2原子轨道符号spy、px、pzdxy、dyz、dz2、dxz、dx2-y2同一亚层内的各原子轨道,在没有外加磁场下,能量是相等的,称等价轨道(简并轨道)。自旋量子数(ms)描述原子中每个电子的运动状态必须用四个量子数：即主量子数(n)：电子所处的电子层副量子数(l)：电子所处的电子亚层及原子轨道、电子云的形状磁量子数(m)：轨道在空间的伸展方向自旋量子数(ms)：电子自旋方向描述电子的自旋状态ms值：+、－顺时针方向或逆时针方向2121如n=2、ι=1、m=-1、ms=+则可知是第二电子层、p亚层、２px轨道、自旋方向为＋的电子。1212nιm轨道数电子数(2n2)K1s00１122L2s0０１428p10、±1３6M3s00１9218p10、±1３6d20、±1、±2５10N4s00１16232p10、±1３6d20、±1、±2５10f3-0、±1、±2、±3７14小结电子具有波粒二象性，需按几率分布的统计规律来进行研究。波函数是描述核外电子运动状态的数学表达式，其空间图象为“原子轨道”。概率密度|Ψ|2是电子在原子核外空间某处单位体积内出现的概率。用小黑点表示其分布所得的空间图象。描述原子中电子状态需用四个量子数：主量子数(n)、副量子数(ι)、磁量子数(m)、自旋量子数(ms)。第二节原子结构的近代概念第五章原子结构和元素周期性第二节结束无机化学多媒体电子教案