文档介绍：、波粒二象性和统计性的特征,不能用经典的牛顿力学来描述核外电子的运动状态。,所以在量子力学中用波函数Ψ来描述核外电子的运动状态,以代替经典力学中的原子轨道概念。蒂(1)波函数Ψ(原子轨道):用空间坐标来描写波的数学函数式,以表征原子中电子的运动状态。羆一个确定的波函数Ψ,称为一个原子轨道。薇(2)概率密度(几率密度):Ψ2表示微观粒子在空间某位置单位体积内出现的概率即概率密度。蚁(3)电子云:用黑点疏密的程度描述原子核外电子出现的概率密度(Ψ2)分布规律的图形。黑点较密的地方,表示电子出现的概率密度较大,单位体积内电子出现的机会较多。虿(4)四个量子数:波函数Ψ螈三个量子数取值相互制约:莆主量子数n的物理意义:螁n的取值:n=1,2,3,4……∞,肀意义:表示核外的电子层数并确定电子到核的平均距离;确定单电子原子的电子运动的能量。蒀n=1,2,3,4,……∞,对应于电子层K,L,M,N,···肅具有相同n值的原子轨道称为处于同一电子层。袁角量子数ι:蒁ι的取值:受n的限制,ι=0,1,2……n-1(n个)。袇意义:表示亚层,确定原子轨道的形状;对于多电子原子,与n共同确定原子轨道的能量。…袄ι的取值:1,2,3,4羁电子亚层:s,p,d,f……袂轨道形状:球形纺锤形梅花形复杂蕿图3-1袆磁量子数m:肁m的取值:受ι的限制,m=0,±1,±2……±ι(2ι+1个)。羈意义:确定原子轨道的空间取向。肇ι=0,m=0,s轨道空间取向为1;蚅ι=1,m=0,±1,p轨道空间取向为3;膁ι=2,m=0,±1,±2,d轨道空间取向为5;荿……蝿n,ι相同的轨道称为等价轨道。蒄s轨道有1个等价轨道,表示为:蒅p轨道有3个等价轨道,表示为:螀d轨道有5个等价轨道,表示为:芇……蒇一个原子轨道是指n、ι、m三种量子数都具有一定数值时的一个波函数Ψ(n,ι,m),例如Ψ(1,0,0)代表基态氢原子的波函数。薄n、ι、m取值合理才能确定一个存在的波函数,亦即确定电子运动的一个轨道。膁n、ι、m的取值与波函数:罿n=1(1个),ι=0,m=0,Ψ(1,0,0)芆n=2(4个),ι={蚄n=3(9个),ι={薂n=4(16个)莇……羅波函数Ψ数目=n2螄在一个确定的原子轨道下,电子自身还有两种不同的运动状态,)自旋量子数ms:腿ms的取值:ms={螄意义:代表电子自身两种不同的运动状态(习惯以顺、逆自旋两个方向形容这两种不同的运动状态,可用↑↑表示自旋平行,↑↓表示自旋反平行。袄这样n、ι、m、mS四个量子数确定电子的一个完整的运动状态,以Ψ(n,ι,m,mS)表示。膀例:Ψ(1,0,0,+),Ψ(1,0,0,-),Ψ(2,1,1,+),Ψ(2,1,1,-)等等。(1)泡利不相容原理:,n、ι、m三个量子数已相同,第四个量子数ms={必不相同薀由此可得出:一个原子轨道中最多能容纳自旋方向相反的两个电子。表示为:芈↑↓薅根据每层有n2个轨道,每个轨道最多能容纳两个电子,由此可得出每一层电子的最大容量为2n2。羄(2)最低能量原理:电子总是尽先占据能量最低的轨道。羁电子依据轨道近似能级图由低到高依次排布。轨道近似能级图为:螆7s……莄6s4f5d6p肄5s4d5p肈4s3d4p蒈3s3p肃2s2p膄1s螃膀↑莀↑薇↑↑(3)洪特规则:在n和ι值都相同的等价轨道中,电子总是尽可能分占各个轨道且自旋平行。膄如2p3:袂洪特规则特例:当电子的分布处于全充满、半充满或全空时,比较稳定。腿全充满:p6或d10或f14薇半充满:p3或d5或f7薅全空:p0或d0或f0莀例如,24Cr1S22S22P63S23P63d54S1,半充满比较稳定。羈29Cu1S22S22P63S23P63d104S1,全充满比较稳定。蚇(4)核外电子分布式:羆原子的核外原子的离子的核外离子的肂电子分布式外层电子分布式电子分布式外层电子分布式羁(价电子构型)螇1s22s22p63s13s1Na+:1s22s22p62s22p6肃1s22s22p63s23p43s23p4S2-:1s22s22p63s23p63s23p6螄1s22s22p63s23p63d64S23d64s2Fe3+:1s22s22p63s23p63d53s23p63d5螀24Cr1S22S22P63S23P63d54S13d54S124Cr3+:1S22S22P63S23P63d33S23P63d3袇29Cu1S22S22P63S23P63d104S13d