文档介绍：大学化学一原子结构
核外电子运动状态的描述
经典波(如水波):
可用波动方程来准确描述其运动轨迹。
具有波粒二象性的电子是否也有相应的波
动方程呢?
1926年,奥地利物理学家薛定谔,提出了著名的薛定谔方程
电子质量
波函数
82m
E-V=0
h
总能量
普郎克常数
势能,表示原子
核对电子的吸引
描述微观粒子运动状态的方程式(
二阶偏微分方程)
a-y. oy ay 8T m
ax
h(E-vy=o
原则上讲,只要找出体系势能(V)的表达式,带入
薛定谔方程,便可得到波函数(平),即求出电子的运
动状态。
但是,解薛定谔方程并非易事,至今只能求解单电
子体系(H,He,Li2)的薛定谔方程。在此,我们只
用其结论。
波函数平、原子轨道
波函数(Y)
就是薛定谔方程的解。
a-y ay. ay 8T m
OV
h2(E-VY=0
量子力学中,要使所得
平(xy2)的解有特定物理意义,yn1n(xy2z
中的n,m三个量子数必
须符合一定条件
可见,波函数就是描述核外电子运动状态的数学函数式。
原子轨道
量子力学中,把原子体系的每一个波函数称为一条
原子轨道。
or:原子轨道是由三个量子数(n,l,m)所确定的
一个波函数nm(x,yz)
如n=2,l=0,m=0,波函数平20就称为2s原子轨道
因而,波函数与原子轨道同义,常混用。
四个量子数
解薛定谔方程可得到一个波函数v,也就得到一条原
子轨道
【但是】要使其合理,需要指定三个量子数n,,m
【即】三个量子数(n,,m)一定时→就确定了一个波函
数或一条原子轨道→也就确定了核外电子的一种空间运动
状态。y(1,0,0);v(2,0,O)
后来】原子光谱的精细结构表明核外电子除空间运
动外,还有一种“自旋运动”,用自旋量子数m。表示。
n,,m,ms称为四个量子数
【n的取值及符号】
1,2,3,4
n正整数
分别称为第一、第二、第三…第n电子层
光谱学上用K,L,M,N
表示