第1章 原子結(jié)構(gòu),第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)模型,本節(jié)課的關(guān)鍵詞: 原子軌道 主量子數(shù) n 角量子數(shù) l 磁量子數(shù) m 自旋磁量子數(shù) ms 電子云,原子核外電子的運(yùn)動(dòng),原子軌道與 四個(gè)量子數(shù),聯(lián)想·質(zhì)疑波爾只引入一個(gè)量子數(shù)n,能比較好地解釋了氫原子線(xiàn)狀光譜產(chǎn)生的原因；但復(fù)雜的光譜解釋不了。,實(shí)驗(yàn)事實(shí):,原子軌道與四個(gè)量子數(shù) （）原子光譜帶來(lái)的疑問(wèn)？ 鈉原子光譜在n=3到n=4之間會(huì)產(chǎn)生兩(多)條譜線(xiàn) 氫原子光譜在n=到n=之間譜線(xiàn)實(shí)際上是兩條靠得非常近的譜線(xiàn) 在磁場(chǎng)中所有原子光譜可能會(huì)分裂成多條譜線(xiàn) 這些問(wèn)題用玻爾的原子模型無(wú)法解釋 原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)用多個(gè)量子數(shù)來(lái)描述 量子力學(xué)中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為原子軌道.,每個(gè)原子軌道可由三個(gè)只能取整數(shù)的量子數(shù)n、 l 、m共同描述.,薛定諤方程 與四個(gè)量子數(shù),1987-1961 E.Schrodinger , 奧地利物理學(xué)家,思維歷程: 量子力學(xué)的誕生 (教材P6).,了解: 薛定諤方程(1926年提出) H=E 量子力學(xué)中描述核外電子 在空間運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)函數(shù)式，即原子軌道 E軌道能量（動(dòng)能與勢(shì)能總和 ） m微粒質(zhì)量， h普朗克常數(shù) x,y, z 為微粒的空間坐標(biāo) (x,y,z) 波函數(shù),四個(gè)量子數(shù),主量子數(shù)n: 描述電子離核的遠(yuǎn)近 n取值為正整數(shù)， 對(duì)應(yīng)符號(hào)為 ， n 所表示的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為電子層,角量子數(shù)l :描述(電子云)原子軌道的形狀 l 取值為 0， (n-1)共n個(gè)數(shù)值 符號(hào)為 s， p， d， f 等 若電子n、 l 的相同，則電子的能量相同 在一個(gè)電子層中，l 的取值有多少個(gè)，表示電子層有多少個(gè)不同的能級(jí),規(guī)律: 每層的能級(jí)數(shù)值=電子層數(shù),磁量子數(shù)m: 描述磁場(chǎng)中原子軌道的能量狀態(tài) m可以取0、±1、±2 ±l共(2l +1)個(gè)數(shù)值.,規(guī)律:每層的原子軌道數(shù)為層數(shù)的平方(n2),自旋量子數(shù)ms:描述在能量完全相同時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的特殊狀態(tài)(簡(jiǎn)稱(chēng)為電子自旋狀態(tài)). 處于同軌道上的電子的自旋狀態(tài)只有兩種. 分別用ms =+1/2(通常用符號(hào)表示). ms= -1/2 (通常用符號(hào)表示). 注意:自旋并不是”自轉(zhuǎn)”,實(shí)際意義更為深遠(yuǎn). 練習(xí):實(shí)驗(yàn)證明,同一原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均不相同.試推斷: 每個(gè)原子軌道最多有幾個(gè)電子? 每個(gè)電子層最多有多少個(gè)電子?,(3)量子數(shù)和原子軌道的關(guān)系,1s,2s,2px 2py 2pz,3s,3px 3py 3pz,3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz2,1,K,0,s,0,±1/2,2,L,0,1,s,p,0,0, ±1,±1/2,±1/2,3,M,0,1,2,s,p,d,0,0, ±1,0, ±1 ±2,±1/2,±1/2,±1/2,習(xí)題講解： 1.下列各電子層，不包含d能級(jí)的是（ ）。 A.N電子層 B. M電子層 C. L電子層 D. K電子層,C、D,2.下列能級(jí)中，軌道數(shù)為5的是（ ）。 A.s能級(jí) B.p能級(jí) C.d能級(jí),C,3.以下各能級(jí)能否存在？如果能存在，各包含多少軌道？（1）2s （2）2d （3）4p（4）5d,答：（1）2s存在，軌道數(shù)為1,（2）2d不能存在,（3）4p存在，軌道數(shù)為3,（4）5d存在，軌道數(shù)為5,4.寫(xiě)出下列各組量子數(shù)表示的原子軌道的符號(hào)。 （1）n=2，l = 1 （2）n=4，l = 0 （3）n=5，l = 2,2p,4s,5d,5.下列幾組量子數(shù)能夠同時(shí)存在的是（ ）。 A. 3、2、 2、 -1/2 B. 3、0、-1、+1/2 C. 2、2、 2、 2 D. 1、0、 0、 0,A,2.原子軌道的圖像和電子云,(1)原子軌道的圖像描述 根據(jù)量子力學(xué)理論,將原子軌道在空間的分布以圖象方式在直角坐標(biāo)系中表示出來(lái). 原子軌道示意圖：,(2)電子云：描述電子在空間出現(xiàn)的概率大小的圖形.,思維歷程 微觀粒子具有波動(dòng)性,學(xué)海無(wú)涯 波爾與愛(ài)因斯坦的爭(zhēng)論,知識(shí)小結(jié): 原子軌道:量子力學(xué)中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 描述原子軌道的量子數(shù)是:n、l、m. 描述電子運(yùn)動(dòng)的量子數(shù)是:n、l、m 、ms. n、l、m 、ms的取值與原子軌道數(shù),可容納的電子數(shù)的關(guān)系.表1-1-1 每層的能級(jí)數(shù)=電子層數(shù)(n) 每層的軌道數(shù)=電子層數(shù)的平方(n2) 每層最多容納的電子數(shù)為=2×電子層數(shù)的平方(2n2),