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发布时间:2019-09-13 阅读:

  了微不雅粒子服从的一个主要纪律。第三节不相容道理_理学_高档教育_教育专区。一、泡利不相容道理的论述及其使用第三节:泡利不相容道理 第四节:原子的壳层布局 第三节:泡利道理 1925年,奥地利物理学家Pauli 提出了不相容 道理,

  第三节:泡利不相容道理 第四节:原子的壳层布局 第三节:泡利道理 1925年,奥地利物理学家Pauli 提出了不相容 道理,了微不雅粒子服从的一个主要纪律。 一、泡利不相容道理的论述及其使用 1.描述电子活动形态的量子数 从量子数n:n=1,2,3……,正在玻尔理论中决定了 电子的活动轨道和能量。 轨道角量子数l:描述轨道角动量的大小。 轨道磁量子数ml:ml=0,±1…±l ,描述轨道角动量 的取向 自旋量子数s:s=1/2,不克不及区别电子的形态。 自旋磁量子数ms:ms=±1/2,描述自旋活动的取向。 2、玻尔的电子分布设想 原子中电子的形态和元素性质的周期性有如何的联系 呢?玻尔认为:元素性质的周期性源于原子内电子排 列的周期性。 设想内容:(1)原子内电子陈列成若干壳层,同 一壳层的电子具有不异的n (2)每一壳层能够容纳必然数目标电子。 3、 泡利不相容道理(1925年) 正在一个原子中,不成能有两个或两个以上的电子 具有完全不异的四个量子数( n, l , ml , ms),即 原子中的每一个形态只能容纳一个电子。 4、泡利不相容道理的物理意义 1)是微不雅粒子活动的根基纪律之一。 2)能够注释原子内部电子分布的情况和元素周期律。 5、合用范畴 只合用于费米子 泡利不相容道理所反映的这种严酷的性的物理 素质是什么?至今仍是未完全揭开之谜。 6、泡利不相容道理的使用举例 (1)氦原子的基态 (2)原子的大小 旧量子论的注释:所有的电子都处正在能量最低的 基态,原子序数大,原子半径小。(见书221) 不相容道理的注释:每个轨道上只能容纳必然数 目标电子,因而各原子线 二、同科(等效)电子合成原子态 1、定义:同科电子是指n、l 不异的电子。 申明:同科电子构成的原子态比非同科电子构成的 原子态少。 例:1s1s 组态和 1s2s 组态分歧。 1s1s ? S0 L 0 1 2 1 1s2s ? S0 , S1 S=0 1 1 3 2、两个 p 态同科电子构成的原子态。 S=1 n 分歧(非同科) 环境构成的原子 态 S0 1 P 1 D2 1 S1 3 P0,1,2 3 D1, 2,3 3 第四节:元素性质的周期变化(见书226) 1869年,门捷列夫起首提出元素周期表(按原 子量的次序陈列),反映元素性质的周期性变化。 玻尔是第一个赐与周期表物理注释,(1916 ~ 1918年)把元素按电子组态的周期性陈列成表。 1925年泡利提出不相容道理后,才比力深刻地 理解到,元素的周期性是电子组态周期性的反映。 从而用物理学问注释了化学问题。 一、 原子中电子壳层布局 ? 决定电子所处形态的原则 (1)泡利不相容道理;(每形态答应容纳的电子数) (2)能量最小道理(系统能量最低时,系统最不变). ? 原子中按能量分成很多壳层和支壳层 1、壳层的定义: 从量子数 n 决定电子能量的次要部 分, n不异的电子形成了一个壳层。 2、支壳层的定义:统一壳层中分歧的 l 构成支壳层。 3、支壳层 l 最多电子数 (表见书232) Nl ? 2(2l ? 1) 4、壳层 n 最多电子数 N n ? ? 2(2l ? 1) ? 2n l ?0 n ?1 2 各壳层能够容纳的最多电子数 5、满(支)壳层(又称闭合壳层) 定义:当(支)壳层上的电子数等于所能容纳的电 子数目时,称为满(支)壳层。 特点:(1)满(支)壳层电子的磁量子数为 M l ? ? ml ? 0 M s ? ? ms ? 0 (2)满(支)壳层电子的各类角量子数为零。因 此,满壳层的电子各类角动量为零,原子的角动 量由未满壳层的电子所贡献。 三、壳层的能量次序 ? 决定壳条理序的是能量最小道理。(电子填充 的次序决定于哪个壳层能量最低) 从量子数 n :一般环境由小 大见书233 经验纪律1:n+l不异时,先填n小的; n+l 不不异时,若n不异,则先填l小的,若n不 同,则先填n大的壳层。见书235 经验纪律2:电子大致按(n+0.7l)值的大小顺次填 充到各支壳层中。 壳 层 和 次 壳 层 填 充 次 序 的 经 验 规 律 1s 2s 3s 2p 3p 3d 4d 5d 4s 5s 6s 4p 5p 6p 4f 5f 四、原子基态 已知壳层的能量挨次,电子组态则能够确定。电 子组态构成的原子态对应的能级布局挨次有两条 纪律可循: 洪特定章:1.统一电子组态构成的一组原子态中, (1)沉数最高的,即S值最大的能级位臵最低; (2)具有不异S值的能级中,具有最大L值的位臵最低。 2. 对于同科电子,即同nl,分歧J 值的诸能级顺 序是(1)当同科电子数≤闭壳层电子拥有数一半 时,以最小J 值(L-S)的能级为最低,称一般 次序。(2)同科电子数闭层拥有数的一半时,以 最大J(L+S)的能级为最低,称倒转次序。举例 原子基态一些根基纪律 1、满(支)壳层的原子基态谱项均为 S0 2、满(支)壳层外只要一个价电子(组态(nl)) 的原子,其基态由这个电子决定 s ? 1 , j ? l ? s 2 3、x为最外层电子数,当 x ? 2l ? 1 时,原子 1 的基态比为S态,原子的自旋角量子数为 s ? x, j ? s 2 基态谱项为 x ?1S 1 2 x 1 4、N为满支壳层的电子数,电子组态别离为 (nl ) N ?x ( nl ) 和 的两个原子的基态具有不异的L和S值, 只是J值纷歧样。 x 五、朗德间隔定章: 1.表述: 正在三沉能级布局中,一对相邻能级的间 隔取两个J值中较大的阿谁值成反比。 2.证明: e ?s ? ? S m ? ? ? ? ? 1 Z *e L B? 2 3 4?? 0 mc r ?? ? ? ? Uls ? ??s ? B ? ? ? ? ? Uls ? kS ? L S,L不异而J分歧, ?EJ ?J ?1 ? Uls ( J ) ? Uls ( J ?1) k 2 2 ? ? [ J ( J ? 1) ? J ( J ? 1)] ? k? J 2 ?EJ ?1?J ?2 ? k? ( J ?1) 2 ?EJ ? J ?1 J ? ?EJ ?1? J ?2 J ? 1 3.例子: J 3 3 D3,2,1 S ? 1, L ? 2, J ? 3, 2,1 2 1 ?E3?2 3 ? ?E2?1 2 3 J 2 P2 3 P 1 3 P0 1 0 ?E2?1 2 ? ?E1?0 1

 

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