泡利不相容原理

统中，不可能有两个电子具有相同的状态——
4对量子数 n、l、m、m s 至少有一对不同。
2、能量最小原理：基态原子中电子先填
满能量小的壳层。
例题：氯原子有
17个电子，写出 基态原子组态。
1s22s22p63s23p5
n l 2（2l+1）
10 2
1s2
20 2
2s2
16
2p6
30 2
3s2
15
3p5 19
孤立原子的能级
围绕原子核旋转的电子能量不能任意取值，只能取特定 的离散值(离散轨道)，这种现象称为电子能量的量子化。
原子核 电子
低能级
高能级 电子优先抢占低能级
1
E
0 n4
n3 n2
5
帕邢系 巴耳末系
n 1
13.6
赖曼系
氢原子的能级图
2
n
由量子力学得出的氢 原子能级图和玻尔理
65 4
12
13
各壳层可容纳的电子数
Nl n
l
0123 4 5 spdf g h
6 i
Nn
1K 2L 3M 4N 5O 6P 7Q
2
2
26
8
2 6 10
18
2 6 10 14
32
2 6 10 14 18
50
2 6 10 14 18 22
72
2 6 10 14 18 22 26 98
14
泡利
Wolfgang Pauli 奥地利人 1900-1958
20
Baidu Nhomakorabea
例: 钠原子有11个核外电子,钠原子基态的电子组态为
1s2 2s2 2 p6 3s
1s2 2s2 2 p6
这10原子称原子实。原子实以外 的电子称为价电子，可以被激发
n≥3的激发态的钠原子电子组态为
(1s2 2s2 2 p6 3p) (1s2 2s2 2 p6 3d) (1s2 2s2 2 p6 4s) 等等
n一定时 有n种取值 l 越小能量越低 5
3.磁量子数 ml 0,1,2… l 引起磁场中能级的分裂
Lz ml
4.自旋磁量子数
ms


1 2
产生精细结构
Sz ms
6
需要说明的是 自旋量子数 s = 1/2 只有一个值 自旋角动量也只有一个值
S s(s 1) 3 2
物理意 义
电子能量的主体
确定的能级 角动量的可 能取值 对总能量有一定 影响
“轨道”角动量在磁场中 可能的取向 能级分裂
谱线精细结构
8
二、泡利不相容原理
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
论的结果相同
3
玻尔理论的一条能级对 2 应于电子的一种轨道
量子力学的一条能级
1
则对应于电子的一种状态
每个状态用量子数 n , l , ml , ms 描述
3
能级: 粒子的内部能量值
高能级: 能量较高的能级 低能级: 能量较低的能级
基能级: 能量最低的能级
(相应的状态称基态） 激发能级: 能量高于基能
不变 不必总提及 可不计入
原子中核外电子的排布要遵守 泡利不相容原理 能量最低原理
7
四个量子数小结
名称
取值
主量子数 n 1,2,
l 0,1,2, n 1
角量子数 L ll 1
磁量子数
自旋磁量 子数
ml 0,1, l
Lz ml
ms


1 2
SZ


2
同一个量子态
9
2.各壳层可容纳的电子数
•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…
•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…
10
n 3
Ze K L M 2
n=1 n=2
n=3
1
l
2 3d 1 3p 0 3s
1 2p 0 2s
0 1s
11
•一个支壳层内电子 可有（2l+1）× 2种量子态
∴ 主量子数为n的壳层
内可容纳的电子数为
Zn

n1

(2l
1) 2

2n2
l0
泡利原理是一个极为重要的自然规律是理 解原子结构和元素周期表的重要理论基础。
级的其它所有能级(相应 状态称激发态)
n
6
5 4 激发态 3
2
基态 1
4
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，ml，ms ）
1.主量子数 n = 1, 2, 3, 决定能量的主要因素
2.角(轨道)量子数 l = 0,1,2…(n-1) 对能量有一定影响
L l(l 1)
获1945年诺贝尔 物理学奖
15
三、能量最低原理
“电子优先占据最低能态
”
n
3
Ze K L M 2
n=1
n=2
n=3
1
l
2 3d 1 3p 0 3s
1 2p 0 2s
0 1s
16
17
能 量
主量子数
电子能量水平随主量子数和次量子数的变化情况
18
四、原子的电子组态符号
分配原则
1、泡利不相容原理：一个多电子原子系