量子力学对原子核外电子运动状态的描述
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处于同轨道上的电子的自旋状态只有两种.
分别用ms =+1/2(通常用符号↑表示). ms= -1/2 (通常用符号↓表示).
注意:自旋并不是”自转”,实际意义更为深远.
(阅读教材P8 [化学与技术])
练习:实验证明,同一原子中电子的运动状态均不 相同.试推断:
每个原子轨道最多有几个电子?
每个电子层最多有多少个电子?
h2
(E
V
)
0
－量子力学中描述核外电子
在空间运动的数学函数式，即原子轨道
E－轨道能量（动能与势能总和 ）
m—微粒质量，
h—普朗克常数
x,y, z 为微粒的空间坐标
(x,y,z) 波函数
（２）四个量子数
①主量子数n: 描述电子离核的远近． n取值为正整数１，２，３，４，５，６… 对应符号为 Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ… n 所表示的运动状态称为电子层
电子跃迁
n=4
n=3
在氢原子中
电子跃迁
n=2
n=1
也得到两条靠得很近的谱线…
原子轨道与四个量子数 （１）原子光谱带来的疑问？ ①钠原子光谱在n=3到n=4之间会产生两(多)条谱线． ②氢原子光谱在n=１到n=２之间谱线实际上是两条靠得非
常近的谱线．
③在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线．
这些问题用玻尔的原子模型无法解释． 原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述． 量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道.
练习:下列各层电子能量的从高到低的顺序是 A. M层 B . K层 C . N层 D . L层
②角量子数l :描述(电子云)原子轨道的形状．
l 取值为 0，１，２，３… (n-1)．共n个数值．
符号为 s， p， d， f 等．
若电子n、 l 的相同，则电子的能量相同．
在一个电子层中，l 的取值有多少个，表示电子层
每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数n、
l 、m共同描述.
思维历程: 量子力学的诞生 (教材P6).
薛定谔方程 与四个量子数
1887-1961 E.Schrodinger , 奥地利物理学家
了解: 薛定谔方程(1926年提出) Hψ=Eψ
2 x 2
2 y 2
2 z 2
8 2m
练习:找出下列条件下原子轨道的数目 A.n=1 1 1s
B. n=2 4
2s 2px 2py 2pz
C. n=3 9
3s 3px 3py 3pz 3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-Hale Waihona Puke Baidu2 3dz2
规律:每层的原子轨道数为层数的平方(n2)
④自旋量子数ms:描述在能量完全相同时电子运 动的特殊状态(简称为电子自旋状态).
有多少个不同的能级．
练习:找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号
1 1s
2 2s 2p
A. n=1
B. n=2
3 3s 3p 3d
C. n=3
4 4s 4p 4d 4f
D. n=4
规律: 每层的能级数值=电子层数
③磁量子数m: 描述磁场中原子轨道的能量状态 m可以取0、±1、±2 … ±l共(2l +1)个数值. 如l =0, m只可以取0,对应的谱线只有一条. 如l =1, m可以取0, ±1,对应的谱线有三条. n、 l 、m确定,原子轨道就确定了.
知识小结:
原子轨道:量子力学中单个电子的空间运动状态 描述原子轨道的量子数是:n、l、m. 描述电子运动的量子数是:n、l、m 、ms. n、l、m 、ms的取值与原子轨道数,可容纳的电子 数的关系.表1-1-1
每层的能级数=电子层数(n) 每层的轨道数=电子层数的平方(n2) 每层最多容纳的电子数为=2×电子层数的平方(2n2)
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述
本节课的关键词:
原子轨道 主量子数 n 角量子数 l 磁量子数 m 自旋磁量子数 ms 电子云
1. 原子轨道与 四个量子数
[联想·质疑]波尔只引 入一个量子数n,能比 较好地解释了氢原子 线状光谱产生的原因； 但复杂的光谱解释不 了。
实验事实:
在钠原子中
(3)量子数和原子轨道的关系
n
l
m
取值 符号 取值 符号 取值
1K 0 s 0
0s0
2
L
1
p 0, ±1
0s0
1
p 0, ±1
3M
2
d 0, ±1
±2
原子轨道 符号
1s 2s 2px 2py 2pz 3s
ms 取值
±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2
3px 3py 3pz ±1/2
3dxy 3dyz 3dxz ±1/2 3dx2-y2 3dz2
分别用ms =+1/2(通常用符号↑表示). ms= -1/2 (通常用符号↓表示).
注意:自旋并不是”自转”,实际意义更为深远.
(阅读教材P8 [化学与技术])
练习:实验证明,同一原子中电子的运动状态均不 相同.试推断:
每个原子轨道最多有几个电子?
每个电子层最多有多少个电子?
h2
(E
V
)
0
－量子力学中描述核外电子
在空间运动的数学函数式，即原子轨道
E－轨道能量（动能与势能总和 ）
m—微粒质量，
h—普朗克常数
x,y, z 为微粒的空间坐标
(x,y,z) 波函数
（２）四个量子数
①主量子数n: 描述电子离核的远近． n取值为正整数１，２，３，４，５，６… 对应符号为 Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ… n 所表示的运动状态称为电子层
电子跃迁
n=4
n=3
在氢原子中
电子跃迁
n=2
n=1
也得到两条靠得很近的谱线…
原子轨道与四个量子数 （１）原子光谱带来的疑问？ ①钠原子光谱在n=3到n=4之间会产生两(多)条谱线． ②氢原子光谱在n=１到n=２之间谱线实际上是两条靠得非
常近的谱线．
③在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线．
这些问题用玻尔的原子模型无法解释． 原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述． 量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道.
练习:下列各层电子能量的从高到低的顺序是 A. M层 B . K层 C . N层 D . L层
②角量子数l :描述(电子云)原子轨道的形状．
l 取值为 0，１，２，３… (n-1)．共n个数值．
符号为 s， p， d， f 等．
若电子n、 l 的相同，则电子的能量相同．
在一个电子层中，l 的取值有多少个，表示电子层
每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数n、
l 、m共同描述.
思维历程: 量子力学的诞生 (教材P6).
薛定谔方程 与四个量子数
1887-1961 E.Schrodinger , 奥地利物理学家
了解: 薛定谔方程(1926年提出) Hψ=Eψ
2 x 2
2 y 2
2 z 2
8 2m
练习:找出下列条件下原子轨道的数目 A.n=1 1 1s
B. n=2 4
2s 2px 2py 2pz
C. n=3 9
3s 3px 3py 3pz 3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-Hale Waihona Puke Baidu2 3dz2
规律:每层的原子轨道数为层数的平方(n2)
④自旋量子数ms:描述在能量完全相同时电子运 动的特殊状态(简称为电子自旋状态).
有多少个不同的能级．
练习:找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号
1 1s
2 2s 2p
A. n=1
B. n=2
3 3s 3p 3d
C. n=3
4 4s 4p 4d 4f
D. n=4
规律: 每层的能级数值=电子层数
③磁量子数m: 描述磁场中原子轨道的能量状态 m可以取0、±1、±2 … ±l共(2l +1)个数值. 如l =0, m只可以取0,对应的谱线只有一条. 如l =1, m可以取0, ±1,对应的谱线有三条. n、 l 、m确定,原子轨道就确定了.
知识小结:
原子轨道:量子力学中单个电子的空间运动状态 描述原子轨道的量子数是:n、l、m. 描述电子运动的量子数是:n、l、m 、ms. n、l、m 、ms的取值与原子轨道数,可容纳的电子 数的关系.表1-1-1
每层的能级数=电子层数(n) 每层的轨道数=电子层数的平方(n2) 每层最多容纳的电子数为=2×电子层数的平方(2n2)
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述
本节课的关键词:
原子轨道 主量子数 n 角量子数 l 磁量子数 m 自旋磁量子数 ms 电子云
1. 原子轨道与 四个量子数
[联想·质疑]波尔只引 入一个量子数n,能比 较好地解释了氢原子 线状光谱产生的原因； 但复杂的光谱解释不 了。
实验事实:
在钠原子中
(3)量子数和原子轨道的关系
n
l
m
取值 符号 取值 符号 取值
1K 0 s 0
0s0
2
L
1
p 0, ±1
0s0
1
p 0, ±1
3M
2
d 0, ±1
±2
原子轨道 符号
1s 2s 2px 2py 2pz 3s
ms 取值
±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2
3px 3py 3pz ±1/2
3dxy 3dyz 3dxz ±1/2 3dx2-y2 3dz2