四个量子数.doc

1-(电子层数);决定电子能量高低。取值:n=123456……电子层符号KLMNOP……对于氢原子其能量高低取决于n但对于多电子原子,电子的能量除受电子层影响,还因原子轨道形状不同而异,(即受角量子数影响)(2)角量子数l,它决定了原子轨道或电子云的形状或表示电子亚层(同一n层中不同分层)意义:在多电子原子中,角量子数与主量子数一起决定电子的能量。之所以称l为角量子数,是因为它与电子运动的角动量M有关。如M=0时,说明原子中电子运动情况同角度无关,即原子轨道或电子云形状是球形对称的。.角量子数,l只能取一定数值l=01234……(n-1)电子亚层spdfg说明M是量子化的,具体物理意义是:电子云(或原子轨道)有几种固定形状,不是任意的。如:spdf球形对称哑铃形花瓣形180°,90°棒锤形第一电子层仅有ls电子,(l=0)第二电子层有2s,2p电子(l=0,1)第三电子层有3s,3p,3d电子(l=0,1,2…)依此类推。见p76表3-:E1s<E2s<E3s<E4sE4s=E4p=E4d=E4f但对多电子原子来说:存在着电子之间的相互作用,n相同,l不同时,其能量也不相等。一般应为:Ens<Enp<End<Enf也就是说:同一电子层上不同亚层能量也不相同,或说同一电子层上有不同能级.∴2s,2p又称能级。线状光谱在外加强磁场的作用下能发生分裂,显示出微小的能量差别,即,3个2p轨道,或同是5个d轨道,还会出现能量不同的现象,由此现象可推知,某种形状的原子轨道,可以在空间取不同的伸展方向,而得到几个空间取向不同的原子轨道,各个原子轨道能量稍有差别。(3)磁量子数m决定波函数(原子轨道)或电子云在空间的伸展方向,决定角动量在空间的给定方向上的分量大小。m取值:m=0,±1,±2,±3……±l例:n=2,l=0,1m=0,±12px,2py,2pz三种情况三个轨道的能量是相等的(简并轨道),但在外磁场作用下,可发生分裂,出现微小的能量差别。以上2px,2py,2pz,我们称为三个原子轨道。即代表核外电子的三种运动状态,例如2pz表示,核外电子处于第二电子层,是哑铃形,沿z轴方向分布,由此可深刻理解三个量子数n,l,m决定核外电子的一种空间运动状态。注意:m=0,表示一种状态。对s电子来讲,仅一种球形对称的电子云,对其它电子来说****惯上把m=0,规定为z轴方向分布磁量子数m与角量子数l的关系lm空间运动状态数00s轨道一种1+1,0,-1p轨道三种2+2,+1,0,-1,-2d轨道五种3+3,+2,+1,0,-1,-2,-3f轨道七种(4)自旋量子数msms=±1/2,表示同一轨道中电子的二种自旋状态ms称自旋量子数取值:ms=±1/2,即仅有两种运动状态。(↑↓)用分辨力较强的光谱仪观察氢原子光谱,发现,大多数谱线是由靠得很近的两条谱线组成的。这是因为同一空间运动状态,即同一轨道中,可能有两种电子运动状态,即电子还有自身旋转运动,(类似于地球绕太阳转,自转)其自旋角动量沿外磁场方向的分量为:Ms=ms综上所述,若描述核电子数之间的关系是P79表3-3综合所述,若描述核电子的运动状态,需要四个量子数,即,n,l,m,ms。注意:n,l,m可描述核外电子的一种空间运动状