第五章原子結(jié)構(gòu)

1、第第 五五 章章核電荷數(shù)核電荷數(shù)(Z) =核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核內(nèi)質(zhì)子數(shù) =核外電子數(shù)核外電子數(shù)=原子序數(shù)原子序數(shù)原子量原子量(A)= 質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù) = 質(zhì)子數(shù)（質(zhì)子數(shù)（Z）+ 中子數(shù)（中子數(shù)（N） 原子原子 (A)原子核原子核電子電子(Z)帶負(fù)電，帶負(fù)電，m0質(zhì)子質(zhì)子(Z)(Z)帶正電帶正電 中子中子(N)(N)不帶電不帶電 實(shí)驗(yàn)證明，質(zhì)子和中子是由更小的微粒“夸克”構(gòu)成。有關(guān)夸克的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)仍有探索和研究中 Dalton原子學(xué)說 (1803年) Thomson“西瓜式”模型 (1904年) Rutherford核式模型 (1911年)Bohr電子分層排布模型 (1913年)量子力學(xué)模型(1926年)

2、原子結(jié)構(gòu)模型原子結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里子核里帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)盧瑟福提盧瑟福提出的原子出的原子核式結(jié)構(gòu)核式結(jié)構(gòu)核型原子模型的局限性核型原子模型的局限性經(jīng)典電磁理論證實(shí)經(jīng)典電磁理論證實(shí)：運(yùn)動(dòng)著的電子要向外輻射運(yùn)動(dòng)著的電子要向外輻射 電磁波，隨之能量逐漸降低，繞核運(yùn)動(dòng)的圓周電磁波，隨之能量逐漸降低，繞核運(yùn)動(dòng)的圓周 半徑逐漸變小，原子應(yīng)該不斷輻射波長連續(xù)變半徑逐漸變小，原子應(yīng)該不斷輻射波長連續(xù)變 大的電磁波大

3、的電磁波連續(xù)光譜連續(xù)光譜。電子能量電子能量不斷降低的結(jié)果，是電子最終能量為零，不斷降低的結(jié)果，是電子最終能量為零， 原子將不復(fù)存在。原子將不復(fù)存在。但事實(shí)上但事實(shí)上，電子穩(wěn)定存在，且基態(tài)原子不對(duì)外輻電子穩(wěn)定存在，且基態(tài)原子不對(duì)外輻 射電磁波，激發(fā)態(tài)的原子的發(fā)射光譜也只是分射電磁波，激發(fā)態(tài)的原子的發(fā)射光譜也只是分 立的線狀光譜，而不是連續(xù)光譜。立的線狀光譜，而不是連續(xù)光譜。 近代原子結(jié)構(gòu)理論的確立從氫原子光近代原子結(jié)構(gòu)理論的確立從氫原子光譜實(shí)驗(yàn)開始譜實(shí)驗(yàn)開始. . 白光白光 光譜光譜氫原子氫原子 光譜光譜原子光譜：原子光譜：18sm10998. 2 cc光速H3 .65657. 4H1 .486

4、07. 6H0 .43491. 6H2 .41031. 7 /nm1 /s)10 (14動(dòng)畫動(dòng)畫氫原子光譜的不連續(xù)性充分說明電子運(yùn)動(dòng)狀氫原子光譜的不連續(xù)性充分說明電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不連續(xù)性，以及狀態(tài)變化的不連續(xù)性。態(tài)的不連續(xù)性，以及狀態(tài)變化的不連續(xù)性。1. “量子化量子化”的概念的概念 由由普朗克（普朗克（M. Planck) 1900年年首先提出。首先提出。 物理量的連續(xù)性（如面積，長度）與不連物理量的連續(xù)性（如面積，長度）與不連續(xù)性（如電量）；物質(zhì)吸收或釋放能量是不連續(xù)性（如電量）；物質(zhì)吸收或釋放能量是不連續(xù)的，是一份一份的；即能量是量子化的。能續(xù)的，是一份一份的；即能量是量子化的。能量最小的

5、單位是一個(gè)光子具有的能量，量最小的單位是一個(gè)光子具有的能量，E = hv 。 吸收或釋放能量必為其整數(shù)倍。吸收或釋放能量必為其整數(shù)倍。二、物理量變化的不連續(xù)性二、物理量變化的不連續(xù)性 量子化、玻爾原子模型量子化、玻爾原子模型 玻爾和他的原子模型玻爾和他的原子模型玻爾（玻爾（N. Bohr 1885-1962） 丹麥人，哥本哈根大學(xué)教授。丹麥人，哥本哈根大學(xué)教授。 是盧瑟福指導(dǎo)過的是盧瑟福指導(dǎo)過的11名獲得名獲得 諾貝爾獎(jiǎng)的學(xué)生之一。諾貝爾獎(jiǎng)的學(xué)生之一。 1913年，玻爾大膽地拋開了年，玻爾大膽地拋開了 經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)理論，硬性假設(shè)經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)理論，硬性假設(shè) 電子繞核運(yùn)動(dòng)不輻射出能量，電子繞核運(yùn)動(dòng)

6、不輻射出能量， 將普朗克量子論應(yīng)用于盧瑟將普朗克量子論應(yīng)用于盧瑟 福的核型原子模型，提出福的核型原子模型，提出穩(wěn)穩(wěn) 定軌道、定態(tài)和電子躍遷的概念定軌道、定態(tài)和電子躍遷的概念。 2. 波爾理論的基本要點(diǎn)波爾理論的基本要點(diǎn)a) 電子只能在某些特定的軌道上繞核運(yùn)動(dòng)。此電子只能在某些特定的軌道上繞核運(yùn)動(dòng)。此 時(shí)既不吸收能量也不釋放能量。這些穩(wěn)定的時(shí)既不吸收能量也不釋放能量。這些穩(wěn)定的 狀態(tài)稱為狀態(tài)稱為。能量最低的定態(tài)稱為。能量最低的定態(tài)稱為； 其余的則稱為其余的則稱為。b) 原子中可能存在的各種定態(tài)是不連續(xù)的。原子中可能存在的各種定態(tài)是不連續(xù)的。c) 電子由一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)時(shí)，一定電子由一個(gè)定

7、態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)時(shí)，一定 會(huì)放出或吸收能量，其大小取決于兩個(gè)定態(tài)會(huì)放出或吸收能量，其大小取決于兩個(gè)定態(tài) 能量差，即能量差，即 hv = E2 - E1 =E波爾理論成功之處：波爾理論成功之處： 1）成功地解釋了氫原子的線狀光譜；）成功地解釋了氫原子的線狀光譜； 2）計(jì)算出氫原子半徑和電離能。）計(jì)算出氫原子半徑和電離能。波爾理論的局限性：波爾理論的局限性： 1）不能解釋多電子原子的光譜；）不能解釋多電子原子的光譜； 2）不能解釋氫光譜在磁場中的分裂現(xiàn)象和）不能解釋氫光譜在磁場中的分裂現(xiàn)象和 微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系?？梢姡嚎梢姡簭暮暧^到微觀，物質(zhì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從量變到質(zhì)從宏觀到微觀，物質(zhì)已經(jīng)

8、實(shí)現(xiàn)了從量變到質(zhì) 變的飛躍，必須全面了解微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特性，才變的飛躍，必須全面了解微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特性，才 能建立起適合于微觀粒子的全新的力學(xué)體系。能建立起適合于微觀粒子的全新的力學(xué)體系。v 原因：沒有考慮微觀世界粒子的特性原因：沒有考慮微觀世界粒子的特性波粒二象性波粒二象性(waveparticle duality) 1924年年，法國的法國的德布羅依德布羅依（ L.De Broglie ）在）在光的波粒二象性的啟發(fā)下，提出一個(gè)天才而大膽的假光的波粒二象性的啟發(fā)下，提出一個(gè)天才而大膽的假 設(shè)：實(shí)物微粒子都具有波粒二象性。他認(rèn)為，對(duì)于設(shè)：實(shí)物微粒子都具有波粒二象性。他認(rèn)為，對(duì)于 質(zhì)量為質(zhì)量為

9、m ，速度為，速度為的微粒，具有的波長為：的微粒，具有的波長為： =h/m 這個(gè)波稱為這個(gè)波稱為。 三年后，美國的戴維遜等在紐約貝爾實(shí)驗(yàn)室所三年后，美國的戴維遜等在紐約貝爾實(shí)驗(yàn)室所 做的電子衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了德布羅依的假設(shè)。做的電子衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了德布羅依的假設(shè)。三、電子的波粒二象性三、電子的波粒二象性動(dòng)畫動(dòng)畫 電子衍射實(shí)驗(yàn)電子衍射實(shí)驗(yàn) 不僅證實(shí)了微觀粒不僅證實(shí)了微觀粒 子的波粒二象性，子的波粒二象性， 同時(shí)由實(shí)驗(yàn)得到的同時(shí)由實(shí)驗(yàn)得到的 電子波的波長也與電子波的波長也與 按按德布羅依公式德布羅依公式計(jì)計(jì) 算出來的一樣。算出來的一樣。 鋁箔對(duì)波長鋁箔對(duì)波長71pm的電子衍射花紋的電子衍射花紋我們知

10、道，對(duì)于火車、飛機(jī)、行星等宏觀物體我們知道，對(duì)于火車、飛機(jī)、行星等宏觀物體 的運(yùn)行，根據(jù)經(jīng)典力學(xué)，可以指出它們?cè)谀车倪\(yùn)行，根據(jù)經(jīng)典力學(xué)，可以指出它們?cè)谀?一瞬間的速度和位置。但對(duì)于具有一瞬間的速度和位置。但對(duì)于具有波粒二象波粒二象 性性的微粒如電子來說，其運(yùn)動(dòng)狀況就不能用的微粒如電子來說，其運(yùn)動(dòng)狀況就不能用 經(jīng)典力學(xué)來描述。經(jīng)典力學(xué)來描述。1927年，年，德國物理學(xué)家海森堡德國物理學(xué)家海森堡提出了提出了著名的測著名的測 不準(zhǔn)原理不準(zhǔn)原理：對(duì)于波粒二象性的微粒而言，不：對(duì)于波粒二象性的微粒而言，不 可能同時(shí)準(zhǔn)確測定它們?cè)谀乘查g的位置和速可能同時(shí)準(zhǔn)確測定它們?cè)谀乘查g的位置和速 度（或動(dòng)量）。度（或

11、動(dòng)量）。hpx 1927年，海森堡年，海森堡(Heisenberg)關(guān)系式關(guān)系式速度的不準(zhǔn)量速度的不準(zhǔn)量動(dòng)量的不準(zhǔn)量動(dòng)量的不準(zhǔn)量位置的不準(zhǔn)量位置的不準(zhǔn)量常量常量:vpxPlanckh vmhx 可以假設(shè)可以假設(shè), 在做電子衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)讓電子流很弱，在做電子衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)讓電子流很弱，弱到電子一個(gè)個(gè)地到達(dá)底片上。時(shí)間短，到達(dá)弱到電子一個(gè)個(gè)地到達(dá)底片上。時(shí)間短，到達(dá)底片的電子少，看不出規(guī)律；但時(shí)間長了，到底片的電子少，看不出規(guī)律；但時(shí)間長了，到達(dá)底片的電子多了，規(guī)律性就顯現(xiàn)出來了。達(dá)底片的電子多了，規(guī)律性就顯現(xiàn)出來了。四、波粒二象性的統(tǒng)計(jì)解釋四、波粒二象性的統(tǒng)計(jì)解釋反映一個(gè)電子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律：反映一個(gè)

12、電子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律： 明明波強(qiáng)度大波強(qiáng)度大電子出現(xiàn)概率大電子出現(xiàn)概率大 ； 暗暗波強(qiáng)度小波強(qiáng)度小電子出現(xiàn)概率小電子出現(xiàn)概率小 .電子運(yùn)動(dòng)雖無明確軌道，但它在某一瞬間電子運(yùn)動(dòng)雖無明確軌道，但它在某一瞬間在空間各區(qū)域出現(xiàn)的概率大小可反映出來在空間各區(qū)域出現(xiàn)的概率大小可反映出來.電子波與電磁波不同：電子波電子波與電磁波不同：電子波=概率波概率波 電子這樣具有波動(dòng)性的粒子，并沒有明確的電子這樣具有波動(dòng)性的粒子，并沒有明確的運(yùn)動(dòng)軌道；不能象描述宏觀物體那樣用坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌道；不能象描述宏觀物體那樣用坐標(biāo)和動(dòng)量來描述。和動(dòng)量來描述。但人們?cè)谙嗤瑮l件下做單個(gè)和多個(gè)電子的衍射實(shí)驗(yàn)，但人們?cè)谙嗤瑮l件下做單個(gè)和多個(gè)

13、電子的衍射實(shí)驗(yàn)，得到的衍射環(huán)紋的深淺及環(huán)紋間的距離也是相同的。得到的衍射環(huán)紋的深淺及環(huán)紋間的距離也是相同的。說明：電子等微粒的運(yùn)動(dòng)還是遵循一定規(guī)律的，它說明：電子等微粒的運(yùn)動(dòng)還是遵循一定規(guī)律的，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是可以描述的。的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是可以描述的。研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必須用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必須用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法量子力量子力學(xué)方法。量子力學(xué)假定微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用波函數(shù)學(xué)方法。量子力學(xué)假定微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用波函數(shù)（）來描述。來描述。5-2 波函數(shù)和單電子原子的結(jié)構(gòu)波函數(shù)和單電子原子的結(jié)構(gòu) 在經(jīng)典物理中，波的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一般是通過在經(jīng)典物理中，波的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一般是通過波函數(shù)來描述的。波函數(shù)來描述的。

14、例如：例如：電磁波可用函數(shù)電磁波可用函數(shù)(x, y, z, t )來描述來描述， 代表代表t 時(shí)刻在時(shí)刻在(x，y，z)點(diǎn)電場或磁場的強(qiáng)度點(diǎn)電場或磁場的強(qiáng)度，它是空間坐標(biāo)，它是空間坐標(biāo) x, y, z和時(shí)間和時(shí)間 t 的函數(shù)，因此稱的函數(shù)，因此稱為波函數(shù)為波函數(shù)。一、波函數(shù)、量子數(shù)一、波函數(shù)、量子數(shù)1926年，奧地利物理學(xué)家年，奧地利物理學(xué)家薛薛定諤從電子的波粒二象性出定諤從電子的波粒二象性出發(fā)，把電子的運(yùn)動(dòng)與光的波發(fā)，把電子的運(yùn)動(dòng)與光的波動(dòng)理論聯(lián)系起來動(dòng)理論聯(lián)系起來，提出了描，提出了描述氫原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)述氫原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，的數(shù)學(xué)表達(dá)式，建立了實(shí)物建立了實(shí)物微粒的波動(dòng)方

15、程微粒的波動(dòng)方程，這就是著，這就是著名的名的薛定諤薛定諤 1887-1961(E.Stirdinger )08z22222222VEhmyx 方程中方程中, 叫做波函數(shù)；叫做波函數(shù)；m 為電子質(zhì)量；為電子質(zhì)量； h為普朗克常數(shù)；為普朗克常數(shù)；E 為系統(tǒng)的總能量；為系統(tǒng)的總能量； V 為系統(tǒng)的勢(shì)能。為系統(tǒng)的勢(shì)能。 由于薛定諤方程包含有由于薛定諤方程包含有 x, y, z 三個(gè)變量，三個(gè)變量，則方程的解則方程的解也是包含有也是包含有 x, y, z 三個(gè)變量的函三個(gè)變量的函數(shù)式，可以表示為數(shù)式，可以表示為 (x, y, z), 也可以用球坐標(biāo)也可以用球坐標(biāo) 表示為表示為(r,)。0)(822222

16、222VEhmzyx球坐標(biāo)球坐標(biāo)(r,)與直角坐標(biāo)系的關(guān)系與直角坐標(biāo)系的關(guān)系 222zyxrcosrz qsinsinry qcossinrxq(r,) = R(r)Y(,) 02 0 q：坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換動(dòng)畫動(dòng)畫直角坐標(biāo)與球坐標(biāo)直角坐標(biāo)與球坐標(biāo) x = r sincos y = r sinsin z = r cos r 2 = x 2+ y 2+ z 2 P Pyxxyzzor氫原子的一些波函數(shù)和能量氫原子的一些波函數(shù)和能量-5.44710-192px-5.44710-192s-2.17910-181s能量能量/Jn,l,m(r,)空間狀態(tài)空間狀態(tài)0-30e1ara02-030e )2(21

17、41araraqcos sine )(214102-030arara 關(guān)于波函數(shù)的說明關(guān)于波函數(shù)的說明 將空間某點(diǎn)的坐標(biāo)值，帶入到某空間狀將空間某點(diǎn)的坐標(biāo)值，帶入到某空間狀 態(tài)的波函數(shù)態(tài)的波函數(shù)n，l，m(r,)式當(dāng)中，就可以得式當(dāng)中，就可以得 知該點(diǎn)的波函數(shù)的值。波函數(shù)知該點(diǎn)的波函數(shù)的值。波函數(shù)本身沒有明本身沒有明 確的物理意義，波函數(shù)的平方確的物理意義，波函數(shù)的平方2 n，l，m(r,) 表示電子在該點(diǎn)的表示電子在該點(diǎn)的概率密度概率密度。這就是。這就是微觀粒微觀粒 子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 波函數(shù)波函數(shù) 常被稱為常被稱為，但它不具有宏觀，但它不具有宏觀 軌道的含義，僅

18、為一個(gè)函數(shù)式子，它對(duì)應(yīng)著軌道的含義，僅為一個(gè)函數(shù)式子，它對(duì)應(yīng)著 核外電子可能采取的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。核外電子可能采取的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 薛定諤方程含有三個(gè)坐標(biāo)變量薛定諤方程含有三個(gè)坐標(biāo)變量,它的解它的解波函數(shù)波函數(shù) 中一定含有三個(gè)常數(shù)項(xiàng)中一定含有三個(gè)常數(shù)項(xiàng)n, l, m。為了使方程為了使方程 的解有意義的解有意義,n, l, m 的取值不可任意，而要遵的取值不可任意，而要遵 循一定的規(guī)則，循一定的規(guī)則， n, l, m 稱為稱為。小結(jié):. 核外電子的運(yùn)動(dòng)具有量子化特征。每一核外電子的運(yùn)動(dòng)具有量子化特征。每一對(duì)應(yīng)一對(duì)應(yīng)一確定的能量值，稱為確定的能量值，稱為“定態(tài)定態(tài)”?；鶓B(tài)時(shí)能量最小，。基態(tài)時(shí)能量最小

19、，比基態(tài)能量高的是激發(fā)態(tài)。比基態(tài)能量高的是激發(fā)態(tài)。. 核外電子的運(yùn)動(dòng)具有波粒二象性，電子波是概率核外電子的運(yùn)動(dòng)具有波粒二象性，電子波是概率波；即微觀粒子的運(yùn)動(dòng)無明確的軌道，但可確定它波；即微觀粒子的運(yùn)動(dòng)無明確的軌道，但可確定它在核外空間某處出現(xiàn)概率的大小。在核外空間某處出現(xiàn)概率的大小。. 量子力學(xué)中：波函數(shù)量子力學(xué)中：波函數(shù) (x, y, z) = 原子軌道。原子軌道。. 一個(gè)確定的波函數(shù)一個(gè)確定的波函數(shù) 代表電子的一種空間運(yùn)動(dòng)狀代表電子的一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，態(tài)， 2表示在空間某處表示在空間某處(x, y, z)電子出現(xiàn)的概率電子出現(xiàn)的概率密度。密度。(1) n, 主量子數(shù)主量子數(shù)，n = 1,

20、 2, 3, 等自然數(shù)。決等自然數(shù)。決定軌道的能級(jí)，如在單電子中：定軌道的能級(jí)，如在單電子中： n取值越大，軌道能量越高，電子出現(xiàn)概率最取值越大，軌道能量越高，電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離核越遠(yuǎn)。大的區(qū)域離核越遠(yuǎn)。 通常稱通常稱 n=1，n=2，n=3等軌道為第一、第二、等軌道為第一、第二、 第三電子層軌道。第三電子層軌道。 能量相同的軌道稱為能量相同的軌道稱為“簡并軌道簡并軌道”。 單電子原子中，單電子原子中，n 相同的原子軌道為簡并軌道。相同的原子軌道為簡并軌道。J10179. 21822nZE主量子數(shù)主量子數(shù)(principal quantum number)符號(hào)：符號(hào)：n。意義：決定電子離

21、核平均距離的遠(yuǎn)近；意義：決定電子離核平均距離的遠(yuǎn)近； 決定電子能量高低的主要因素決定電子能量高低的主要因素取值：取值：n = 1 2 3 4 5 6 7表示：電子層表示：電子層 K L M N O P注意：注意： 相同相同n的電子在同樣的空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成一層的電子在同樣的空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成一層 電子層；電子層； 特別地，氫原子核外電子的能量僅僅取決于特別地，氫原子核外電子的能量僅僅取決于n(2) l, 角量子數(shù)角量子數(shù) 取取 值：值：0，1，2，3， n-1；光譜符號(hào)：光譜符號(hào)：s，p，d，f， 取值數(shù)：取值數(shù)：n 個(gè)個(gè)3dd23pp12pp13ss0332ss0221ss011軌道符號(hào)軌道

22、符號(hào)光譜符號(hào)光譜符號(hào)l取值數(shù)取值數(shù)n角量子數(shù)與原子軌道的形狀有關(guān)：角量子數(shù)與原子軌道的形狀有關(guān)：l =0 ，即，即s 軌道是球形對(duì)稱的；軌道是球形對(duì)稱的；l =1 ，即，即p 軌道呈啞鈴狀；軌道呈啞鈴狀；l =2 ，即，即d 軌道呈花瓣?duì)睿卉壍莱驶ò隊(duì)睿?yxzxyzxy2py1s3dyz+z(3) m, 磁量子數(shù)磁量子數(shù) 取值取值：0, 1, 2, l ； 取值數(shù)取值數(shù)：2l + 1 個(gè)個(gè)對(duì)于：對(duì)于：s 軌道軌道, l =0, m = 0，ns 軌道只有一條；軌道只有一條； p 軌道軌道, l =1, m = 0,1, np 軌道有三條；軌道有三條； d 軌道軌道, l =2, m= 0,1

23、,2, nd 軌道有五條。軌道有五條。磁量子數(shù)與軌道磁量子數(shù)與軌道(或電子云或電子云)的伸展方向有關(guān)的伸展方向有關(guān). 如：如：npx , npy , npz這三條軌道就是分別沿著這三條軌道就是分別沿著 x, y, z三個(gè)坐標(biāo)軸伸展的。由于它們的伸展三個(gè)坐標(biāo)軸伸展的。由于它們的伸展 方向不同方向不同, 在外磁場中必然要發(fā)生能級(jí)分裂。在外磁場中必然要發(fā)生能級(jí)分裂。磁量子數(shù)與軌道的伸展方向有關(guān)磁量子數(shù)與軌道的伸展方向有關(guān)l =0 ，即，即s 軌道是球形對(duì)稱的；軌道是球形對(duì)稱的； l =1 ，即，即p 軌道呈啞鈴狀；軌道呈啞鈴狀；2px2py2pz1sl=2 ，m = 0, 1, 2. 氫原子的氫原子

24、的5條條3d軌道軌道3dxy3dyz3dxz22yxd32zd3(4) ms ,自旋量子數(shù)自旋量子數(shù) 人們?cè)谘芯繗湓庸庾V的精細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)，人們?cè)谘芯繗湓庸庾V的精細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)，每一條每一條 譜線實(shí)際由譜線實(shí)際由2條十分接近的譜線組成，這條十分接近的譜線組成，這種譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)用種譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)用n,l,m 三個(gè)量子數(shù)已不能解三個(gè)量子數(shù)已不能解釋。釋。 1925年，年，有人假設(shè)有人假設(shè)：這是由于同一軌道中的：這是由于同一軌道中的電子自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同引起的，后經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。電子自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同引起的，后經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。運(yùn)用量子力學(xué)處理電子的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，得到了決運(yùn)用量子力學(xué)處理電子的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，得到了決定電子自旋運(yùn)動(dòng)的自旋量子數(shù)定電子自旋運(yùn)動(dòng)的自旋量子數(shù)ms。m ms s取值取值: : , , 或或 ( ( 獨(dú)立量獨(dú)立量) )在軌道表示