注册电气工程师物质结构和物质状态总结

注册电气工程师物质结构和物质状态总结

牢记：

4个量子数（主、角、磁、旋）及其关系

3原则（1特例）

能级图

1 原子：原子核（质子+中子）

核外电子排布在原子轨道（波函数ψ：三维空间中电子运动的区域）上：不能用经典力学描述，波动方程——薛定谔方程来描述

2 2 4个量子数（主n、角l、磁m、旋ms）及其关系：

主量子数n（决定单电子原子电子运动的能量、表示电子层）

＝1，2，3，4……

电子层K，L，M，N ……

角量子数l（决定原子轨道形状，表示亚层）＝0，1，2， 3 ……（n-1）

s，p，d， f ……轨道

球形纺锤形梅花形

磁量子数m（决定原子轨道空间伸展方向）＝0，±1，±2，±3 ……±l

l=0（s轨道），m=0 ，s轨道空间伸展方向为1：

l=1（p轨道），m=0，+1，-1, 3个等价轨道:

l=2(d轨道)，m=0，±1，±2，5个等价轨道:

n、l、m三个量子数确定一个波函数ψ（原子轨道）：如Ψ（1，0，0）代表1s原子轨道

自旋量子数ms （决定电子自旋方向，顺、逆自旋）

取值：＋1/2和－1/2，表示自旋平

行；表示自旋反平行

表示核外一个电子的完整运动状态的波函数：Ψ（n, l, m, ms）

如：Ψ（2，1，0，+1/2）代表2p原子轨道上的一个电子

原子中原子轨道数目=n2, 最多能够容纳的电子总数=2 n2个

原子核外电子分布三原则

（1）能量最低原理

（2）泡利不相容原理：一个原子轨道只能容纳2个电子（自旋方向相反）

（3）洪特规则：

在等价（简并）轨道中电子将尽可能分占不同轨道，且自旋方向相同。d4是

而不是

特例：全空、全满、半满时，比较稳定。

如Cr（24）：1s22s22p63s23p63d5 4s1

而不是3d4 4s2

Cu（29）：1s22s22p63s23p63d10 4s1

而不是3d9 4s2

近似能级图：

7s 7p 7d 7f

6s 6p 6d 6f

5s 5p 5d 5f

4s 4p 4d 4f

3s 3p 3d

2s 2p

1s

Na：1s22s22p63s1价电子3s1 11Na+：

11

1s22s22p6价电子2s22p6

S：1s22s22p63s23p4 价电子3s23p4S2-：

16

1s22s22p63s23p6 价电子3s23p6

Cr（24）：1s22s22p63s23p63d54s1价电子3d54s1 Cr3+价电子3s23p63d3

几率密度与电子云

几率密度：表示电子在核外空间某单位体积内出现的几率（概率）大小。电子的几率密度等于Ψ2。

电子云：用黑点疏密的程度描述原子核外电子的几率密度(Ψ2)分布规律的图形。黑点密的地方，电子出现的几率密度较大，单位体积内电子出现的机会多。

元素周期表

元素在周期表中的位置和原子结构的关系(1)周期数＝电子层数n

1s22s22p63s23p63d54s1,第4周期

(2)族数：

①主族族号＝最外层电子数

IA: ns1

ⅡA: ns2

ⅢA－ⅦA : ns2nP1～5

②IB，IIB的族号＝最外层s电子数

IB:（n－1）d10ns1

ⅡB :（n－1）d10 ns2

③IIIB－VIIB族的族数＝（n－1）d ＋ns 电子数；

IIIB－VIIB: （n－1）d1～5ns2

④VIII族（n－1）d ＋ns电子数＝8 ～10

（n－1）d6ns2;（n－1）d7ns2;（n－1）d8ns2 ⑤零族的最外层电子数＝2或8

3．元素在周期表中的分区

元素性质的周期性

1.原子半径和（非）金属性：

同周期：从左→右，原子半径减小，金属性减弱

同族：

主族元素：从上→下，原子半径增大，金属性增强；

过渡元素：从下→上，金属性增强2.电离能（失去e）、电子亲和能（得到

e）、电负性（吸引e）

同周期：从左→右，电负性增大，金属性