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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2022/7/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,量子物理课件,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,，,m,l,，,m,s,）,不同的,量子态的数目,:,当,n,、,l,、,m,l,一定时，为,2,；,当,n,、,l,一定时，为,2,(2,l+,1),；,当,n,一定时，为,2,n,2,。,原子核外电子的排布,电子,自旋角动量,1925,年乌伦贝克,（,G.E.Uhlenbeck,）,和古兹,米特,（,S. Goudsmit,）,为了解释原子光谱的精细结构(光谱双线),提出了大胆的假设：,电子除了轨道角动量外，还具有固有自旋运动，相应的,角动量,叫,自旋角动量,相应的磁矩,-,自旋磁矩,电子具有,自旋角动量,s,自旋量子数,m,S,自旋磁量子数,只有一个值,量子力学结果：,在空间任一方向,(Z,轴,),的分量：,物理意义：,电子的自旋角动量也是空间量子化的,Z,+/2,-/2,1,),四个,量子数,在氢原子部分已说明,电子的状态用量子数,n , l,m,l,描述,相当于,3,个自由度,考虑自旋后，还有,2,种可能,相当于还需一个自由度来表征,所以，电子的状态应用,n,，,l,，,m,l,，,m,s,描述,讨论,2),简并态,考虑了自旋后，电子,n,=3,态,有几种简并态？,角动量（,l,）有,3,种,每种角动量空间取向（,m,l,）有,2,l+,1,种,电子还有,2,种自旋,所以共有,18,种,一般结论,:,简并态？,2,n,2,n,主量子数,(n=1,2,3, ,),可大体确定电子的,能量,l,角（副）量子数,(,l,=0,1,2, , n-1,),可确定电子的,轨道角动量,大小,m,l,磁量子数,(m,l,=0,1,2, , ,l,),m,s,自旋磁量子数,(m,s,=,1/2),可确定电子的,轨道角动量,在,空间,任一方向,(,z,),的,分量,可确定电子的,自旋角动量,在,空间,任一方向,(,z,),的,分量,原子中,电子的,四个量子数,(,名称、物理意义,),量子理论：电子的状态应用,n,，,l,，,m,l,，,m,s,描述,解：,l,= 0, 1, 2, 3,例：,主量子数,n,=4,的量子态中，轨道量子数,l,的可能取值为,；轨道磁量子数,m,l,的可能取值为,.,m,l,= 0,1,2,3,思考,自旋磁量子数,m,S,的可能取值,?,解：,当,n,、,l,、,m,l,一定时，,m,s,可取两个不同的值.,当,n,、,l,一定时，,m,l,可取,2,l,+1,个不同的值,且对于,m,l,的每个值，,m,s,可取两个不同的值.,2,2(2,l,+1),例,原子内电子的量子态由,n,、,l,、,m,l,、,m,s,四个量子数表征，当,n,、,l,、,m,l,一定时，不同量子态数目为 ；当,n,、,l,一定时，不同量子态数目为 ；当,n,一定时，不同量子态数目为,.,当,n,一定时，,l,可取,n,个不同的值,且对于,l,的每个值，,m,l,和,m,s,共,可取,2(2,l,+1),个不同的值.,原子内电子的壳层结构,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,1945,年诺贝尔物理学奖获得者,泡利,奥地利人,Wolfgang Pauli,1900 1958,提出泡利不相容原理,壳层,(shell),与次壳层,(subshell),壳层,由具有,相同主量子数,n,的所有量子态组成,主量子数,n 1 2 3 4 5 6 7,壳层符号,K L M N O P Q,可容电子数,2,n,2,个,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,2 8 18 32 50 72 98 ,次壳层,由同一壳层中具有相同 角量子数,l,的量子态组成,2(2,l,+,1),个,角量子数,l,0 1 2 3 4 5 6,次壳层符号,s p d f g h i,可容电子数,相同,n,l,组成一个,支壳层，,对应于,l,= 0, 1, 2, 3,的各支壳层， 分别记做,s, p, d, f, g, h,2 6 10 14 18 22 26,一个支壳层内电子可有,(2,l,+1)2,种量子态,主量子数为,n,的壳层可容纳的电子数,为,
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