第二节核外电子运动状态的描述课件

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,*,第 二 节,核 外 电 子 的 运 动 状 态,第 二 节核 外 电 子 的 运 动 状 态,1,一、核外电子运动特征,（二）,电子的波粒二象性,（三）,测不准关系,x.p,h,x,为确定粒子位置时的测不准量，,p,为确定粒子动量时的测不准量，,h,为普朗克常数。,（一）,能量的量子化,原子核外电子吸收或发射能量，是不连续的，这种不连续的吸收或发射能量的过程叫做能量的量子化。,一、核外电子运动特征（二）电子的波粒二象性（一）能量的量子化,2,（一）电子云,定义：,电子在原子核外一定空间运动，其统计图像犹如带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，形象地称之为电子云。,说明：,电子云为一个统计结果，一个小黑点表示某一瞬间电子曾在此出现过。,电子云是电子在空间出现的概率密度分布的形象化表示。,二、核外电子运动状态的描述,（一）电子云二、核外电子运动状态的描述,3,电子云界面图：,将电子出现概率相等的各点联结成一个曲面，如果在某一个曲面内电子出现的总概率达到95%以上，则这个曲面就成为电子云的界面图。,原子轨道：,把在一定电子层上，具有一定形状和伸展方向的电子云所占据的空间称为一个原子轨道。,二、核外电子运动状态的描述,电子云界面图：将电子出现概率相等的各点联结成一个曲面，如果在,4,（二）核外电子运动状态的描述,1.主量子数（n）,电子层,描述电子所属电子层离核远近的参数,。n 越大，电子运动区域离核越远；n越小，电子运动区域离核越近。,主量子数(n),1,2,3,4,5,6,7,电子层符号,K,L,M,N,O,P,Q,电子层能量：,KLM NOPQ,n也是决定电子能量的主要因素,取值：1,2,3,为自然数,（二）核外电子运动状态的描述1.主量子数（n）电子层,5,（二）,角量子数（,l,）电子亚层,或能级,描述原子轨道形状的参数,取值：,0,1,2,3,(n-1),，有n个。,同一电子层中原子轨道的能量：,E,ns,E,np,E,nd,E,nf,多电子体系由n和,l,共同决定(通过E=n+0.7,l,近似计算）,0,1,2,3,4,s,角量子数,l,电子亚层符号,原子轨道形状,p,d,f,g,球形,无柄哑铃形,花瓣形,形状复杂,角量子数是决定电子能量的次要因素,（二）角量子数（l）电子亚层或能级 描述原子轨道形状,6,4s 4p 4d 4f,3s 3p 3d,2s 2p,1s,原子轨道符号,s p d f,s p d,s p,s,电子亚层符号,0 1 2 3,0 1 2,0 1,0,l,4,3,2,1,n,主量子数、角量子数的关系及原子轨道的表示方法,一个电子层中所含的电子亚层的数目等于主量子数n。,4s 4p 4d 4f3s 3p 3d 2s,7,（三）磁量子数（m）-电子云的伸展方向,描述电子云（或原子轨道）在空间伸展方向的参数，不影响电子能量。,取值：,为0,1,2,l,共 2,l,+1 个。每个取值代表电子云的一个伸展方向，即一个原子轨道。,磁量子数m的取值范围,l,m,伸展方向数（,轨道数）,（,2,l,+1）,0(,s),1(,p),2(,d),3(,f),0,1 0,1,2,1 0,1,2,3,2,1 0,1,2,3,1,3,5,7,（三）磁量子数（m）-电子云的伸展方向描述电子云（或,8,n，,l,值相同,的原子轨道称为等价轨道或简并轨道,简并轨道能量相同,同一亚层的3个p轨道，5个d轨道，7个f轨道都分别属于简并轨道,等价轨道（简并轨道）,n，l值相同的原子轨道称为等价轨道或简并轨道等价轨道（简并轨,9,n：0的自然数；,l,：,0,l,n-1的自然数，即0，1，2 n-1,m：,l,m,l,，即0，1，2,l,。,n、,l,、,m 的取值规则：,n、,l,、,m,的每一合理组合都确定了一个原子轨道，其中,n决定原子所在的电子层,，,l,确,定原子轨道的形状,，,m确定原子轨道的空间伸展方向,。,n和,l,共同决定原子轨道的能量（氢原子除外）,n：0的自然数；n、l、m 的取值规则：n、l、m的每一合,10,取值,:,m,s,+1/2，-1/2,（四）自旋量子数m,s,描述电子自旋状态的参数,，,每个m,s,值表示电子的一种自旋方向。符号用“”和“”表示,每个原子轨道最多能容纳 2 个自旋相反的电子。,n、,l,、,m、ms,四个量子数确定后，电子的运动状态也就确定了。,取值:ms+1/2，-1/2（四）自旋量子数ms描述,11,四个量子数与 电子运动状态之间的,关系,主量子数,n,1 2 3 4,(电子层),K L M N,角量子数,l,(轨道种类),磁量子数,m,0 0 0 0,1 1 1 1 1 1,2 2 2,3,亚层轨道数,1 1 3 1 3 5 1 3 5 7,(2,l,+1),电子层轨道数n,2,1 4 9 16,电子层最多,容纳电子数2n,2,2 8 18 32,0 1,0,0 1 2,0 1 2 3,s p d f,s p d,s p,s,0,0,0,0,0,0,四个量子数与 电子运动状态之间的关系主量子数 n,12,三、原子轨道能级图,（一）多电子原子轨道的能级,1.能级,：,每一个亚层看作一个能级（有自己确定的能量,E=n+0.7,l,）,表示方法：电子层序数+亚层符号,例如:,1s,、,2s,、,2p,、,3s,、,3p,、,3d,三、原子轨道能级图（一）多电子原子轨道的能级每一个亚层看作一,13,2.能级组,定义：,在原子轨道能级中，按E=n+0.7,l，,将,能级能量的整数值相同的能级归为一组，称为一个能级组。,能级组序号：,整数值为1的称为第一能级组，整数值为2的称为第二能级组,三、原子轨道能级图,2.能级组三、原子轨道能级图,14,3.能级图,将能级组按照能量由低到高的顺序排列，得到的排列图称为能级图。,三、原子轨道能级图,3.能级图三、原子轨道能级图,15,每一个能级组都是以s开始，以p结束。,每一个能级组都是以s开始，以p结束。,16,4.能级能量高低的比较,(1),l,相同时，n愈大，能级能量愈高。,E,1s,E,2s,E,3s,E,4s,E,5s,E,6s,np nd nf。则轨道的能量顺序：E,ns,E,np,E,nd,E,ns,概念：,离核较远的电子可能钻到离核较近的内层空间，,从而更靠近原子核的现象称为“钻穿效应”,作用：,可以使电子避开其他电子对它的屏蔽作用，使,有效核电荷增加，能量降低。,2.钻穿效应 同一电子层的各轨道上的电子的钻穿能力大小顺序为,20,本节基本要求,1、,掌握四个量子数的名称、符号、取值和制约关系，能用四个量子数讨论电子的运动状态,。,2、,熟悉s、p、d电子云的形状和空间的伸展方向。,重点：,量子力学表征，四个量子数及取值、制约关系,难点：,量子力学表征，四个量子数的制约关系,本节基本要求1、掌握四个量子数的名称、符号、取值和制约关系，,21,再见,再见,22,第二节核外电子运动状态的描述课件,23,第二节核外电子运动状态的描述课件,24,