文档介绍：§19-9 氢原子的量子力学处理
r
m
一、电子的轨道角动量 L 的取值是量子化的
l 称为角量子数。
L 并不具有经典角动量的意义。如:
对于l =0的态,电子角动量L=0。
n :主量子数
壳层
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二、空间量子化——电子的轨道角动量 L 的空间取向是量子化的
对于空间某一方向Z ,电子的轨道角动量 L 的空间取向——L 与 Z 之间的夹角能取哪些值?
Z

称为磁量子数
由于电子的轨道角动量的空间量子化只有在外加磁场的作用下,才能显现出来,故称 ml 为磁量子数
在角量子数 l 一定的情况下,ml 可有(2l+1)个取值,对应有(2l+1) 个空间取向。
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例题1 试确定出当角量子数 l=2 时, (1)电子的角动量大小;(2)角动量沿空间某方向的可能取值;(3)角动量与该空间方向的可能夹角(4)画出空间量子化的示意图。
解
(1)求电子的角动量大小;
(2)求角动量沿空间某方向的可能取值;
共有五种可能取值。
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Z

(3)求角动量与该空间方向的可能夹角;
(4)画出空间量子化的示意图。
Z
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§19-10 一、电子的自旋
1921年,施忒恩和盖拉赫发现一些处于S 态的原子射线束,在非均匀磁场中一束分为两束。
N
S
准直屏
原子炉
磁铁
(一)施忒恩—盖拉赫实验
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根据量子力学的计算:
1925年,乌仑贝克和高德斯密特提出电子自旋假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。由电子自旋产生的角动量称为自旋角动量。用 S 表示。
其中:
称为自旋量子数。
(二)电子的自旋与自旋角动量
S
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在外磁场中,电子的自旋角动量S 在外磁场上的
投影 SZ 只能有两种取值,即:
(三)电子自旋角动量在外磁场上的投影
(自旋磁量子数)
Z

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★量子力学对氢原子的应用
1、氢原子的能量是量子化的。
2、电子的轨道角动量是量子化的。
3、电子的轨道角动量的空间取向是量子化的。
一、氢原子的定态
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二、描述氢原子中电子状态的四个量子数及其相互关系
1、主量子数n :确定氢原子(即电子)
的能量。 n = 1,2,3,…;
2、角量子数l 确定电子的轨道角动量。
l = 0,1,2,…n -1;共有n 个取值。
3、磁量子数ml :确定电子轨道角动量在空间某方向上-- 的分量。 ml = 0,1,  2,…, l ; - 共有2l +1个取值。
4、自旋磁量子数ms :确定电子的自旋角动量在外磁
- 场方向上的投影值。 ms = 1/2,只- 有两个取值。
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§19-10 二、多电子原子中电子的壳层结构
在多电子原子中,电子是如何排布的?
1、能量最小原理:原子中的电子将优先占有
能量尽可能低的状态。
2、泡利不相容原理:在一个原子中,不可能有
两个或两个以上的电子处于完全相同的量子态。
在一个原子中,不可能有两个或两个以上的电子
具有完全相同的四个量子数。
(一)两条基本原理
平均说来,量子数较小的电子在距离原子核较近
处运动的几率较大。
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