单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本节课的关键词:,原子轨道,主量子数 n,角量子数 l,磁量子数 m,自旋磁量子数 m,s,电子云,二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述,本节课的关键词:二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述,1,原子轨道与,四个量子数,原子轨道与,2,联想质疑波尔只引入,一个,量子数,n,能比较好地解释了氢原子线状光谱产生的原因；但,复杂的光谱,解释不了。,联想质疑波尔只引入一个量子数n,能比较好地解释了氢原子,3,在钠原子中,n=4,n=3,电子跃迁,在氢原子中,n=2,n=1,电子跃迁,也得到两条靠得很近的谱线,实验事实:,在钠原子中n=4n=3 电子跃迁在氢原子中n=2n=1 电子,4,原子轨道与四个量子数,（）原子光谱带来的疑问？,钠原子光谱在,n=3,到,n=4,之间会产生两,(,多,),条谱线,氢原子光谱在,n=,到,n=,之间谱线实际上是两条靠得非常近的谱线,在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线,这些问题用玻尔的原子模型,无法解释,原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述,量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道,.,每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数,n,、,l,、,m,共同描述.,原子轨道与四个量子数,5,薛定谔方程 与四个量子数,1887-1961,E.Schrodinger,奥地利物理学家,思维历程:,量子力学的诞生,(教材P6).,薛定谔方程 与四个量子数1887-1961思,6,了解:,薛定谔方程(1926年提出),H,=E,量子力学中描述核外电子,在空间运动的数学函数式，即,原子轨道,E,轨道能量（动能与势能总和）,m,微粒质量，,h,普朗克常数,x,y,z,为微粒的空间坐标,(x,y,z),波函数,了解:薛定谔方程(1926年提出)H=E,7,（）四个量子数,主量子数,n,:,描述电子离核的远近,n,取值为正整数,，,对应符号为,，,n,所表示的运动状态称为,电子层,练习,:,下列各层电子能量的从高到低的顺序是,A.M,层,B.K,层,C.N,层,D.L,层,（）四个量子数主量子数n:描述电子离核的远近,8,角量子数,l,:,描述,(,电子云,),原子轨道的形状,l,取值为,0,，,(n-1),共,n,个数值,符号为,s,，,p,，,d,，,f,等,若电子,n,、,l,的相同，则电子的能量相同,在一个电子层中，,l,的取值有多少个，表示电子层有多少个不同的能级,练习,:,找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号,A.n=1 B.n=2,C.n=3 D.n=4,1 1s,2 2s 2p,3 3s 3p 3d,4 4s 4p 4d 4f,规律:每层的能级数值=电子层数,角量子数l:描述(电子云)原子轨道的形状 1 1,9,磁量子数,m:,描述磁场中原子轨道的能量状态,m,可以取,0,、,1,、,2,l,共,(2,l,+1),个数值,.,如,l,=0,m,只可以取,0,对应的谱线只有一条,.,如,l,=1,m,可以取,0,1,对应的谱线有三条,.,n,、,l,、,m,确定,原子轨道就确定了,.,磁量子数m:描述磁场中原子轨道的能量状态,10,练习:找出下列条件下原子轨道的数目,n=1,B.n=2,C.n=3,1 1s,4 2s 2p,x,2p,y,2p,z,3s 3p,x,3p,y,3p,z,3d,xy,3d,yz,3d,xz,3d,x2-y2,3d,z2,规律:每层的原子轨道数为层数的平方(n,2,),练习:找出下列条件下原子轨道的数目1 1,11,自旋量子数m,s,:,描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态(简称为电子自旋状态).,处于同轨道上的电子的,自旋状态,只有两种.,分别用,m,s,=+1/2,(通常用符号,表示).,m,s,=-1/2,(通常用符号,表示).,注意:自旋并不是”自转”,实际意义更为深远.,(阅读教材P8 化学与技术),练习:实验证明,同一原子中电子的运动状态均不相同.试推断:,每个原子轨道最多有几个电子?,每个电子层最多有多少个电子?,自旋量子数ms:描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态(简,12,(3),量子数和原子轨道的关系,1s,2s,2p,x,2p,y,2p,z,3s,3p,x,3p,y,3p,z,3d,xy,3d,yz,3d,xz,3d,x2-y2,3d,z2,(3)量子数和原子轨道的关系1s2s2px 2py 2p,13,知识小结:,原子轨道:,量子力学中单个电子的空间运动状态,描述,原子轨道,的量子数是:,n、l、m.,描述电子运动的量子数是:,n、l、m、m,s,.,n、l、m、m,s,的取值与原子轨道数,可容纳的电子数的关系.表1-1-1,每层的能级数=电子层数(n),每层的轨道数=电子层数的平方(n,2,),每层最多容纳的电子数为=2电子层数的平方(2n,2,),知识小结:,14,